isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <isl_ctx_private.h>
  15 #include <isl_map_private.h>
  16 #include <isl/blk.h>
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include <isl_list_private.h>
  20 #include <isl/lp.h>
  21 #include <isl/seq.h>
  22 #include <isl/set.h>
  23 #include <isl/map.h>
  24 #include "isl_map_piplib.h"
  25 #include <isl_reordering.h>
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include <isl/vec.h>
  29 #include <isl_mat_private.h>
  30 #include <isl_dim_map.h>
  31 #include <isl_local_space_private.h>
  32 #include <isl_aff_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map->dim->n_in;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map->dim->n_out;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map->dim->nparam;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_dim_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_dim_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 353         enum isl_dim_type type)
 354 {
 355         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 356 }
 357
 358 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 359         enum isl_dim_type type, const char *s)
 360 {
 361         int i;
 362
 363         map = isl_map_cow(map);
 364         if (!map)
 365                 return NULL;
 366
 367         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 368         if (!map->dim)
 369                 goto error;
 370
 371         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 372                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 373                 if (!map->p[i])
 374                         goto error;
 375         }
 376
 377         return map;
 378 error:
 379         isl_map_free(map);
 380         return NULL;
 381 }
 382
 383 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 384         enum isl_dim_type type)
 385 {
 386         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 387 }
 388
 389 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 390         const char *s)
 391 {
 392         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 393 }
 394
 395 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 396 {
 397         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 398 }
 399
 400 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 401 {
 402         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 403 }
 404
 405 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 406         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 407 {
 408         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 409 }
 410
 411 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 412         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 413 {
 414         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 415 }
 416
 417 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 418         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 419 {
 420         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 421 }
 422
 423 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 424         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 425 {
 426         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 427 }
 428
 429 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 430         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 431         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 432 {
 433         if (!bmap)
 434                 return NULL;
 435         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 436         if (!bmap->dim)
 437                 goto error;
 438         return bmap;
 439 error:
 440         isl_basic_map_free(bmap);
 441         return NULL;
 442 }
 443
 444 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 445         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 446 {
 447         int i;
 448
 449         if (!map)
 450                 return NULL;
 451
 452         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 453         if (!map->dim)
 454                 goto error;
 455
 456         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 457                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 458                 if (!map->p[i])
 459                         goto error;
 460         }
 461
 462         return map;
 463 error:
 464         isl_map_free(map);
 465         return NULL;
 466 }
 467
 468 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 469         __isl_take isl_basic_set *bset,
 470         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 471 {
 472         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 473                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 474 }
 475
 476 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 478 {
 479         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 480 }
 481
 482 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 483 {
 484         if (!bmap)
 485                 return -1;
 486         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 487 }
 488
 489 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 490 {
 491         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 492 }
 493
 494 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 495                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 496                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 497 {
 498         int i;
 499         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 500
 501         bmap->ctx = ctx;
 502         isl_ctx_ref(ctx);
 503
 504         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 505         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 506                 goto error;
 507
 508         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 509         if (!bmap->ineq)
 510                 goto error;
 511
 512         if (extra == 0) {
 513                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 514                 bmap->div = NULL;
 515         } else {
 516                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 517                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 518                         goto error;
 519
 520                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 521                 if (!bmap->div)
 522                         goto error;
 523         }
 524
 525         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 526                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 527
 528         for (i = 0; i < extra; ++i)
 529                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 530
 531         bmap->ref = 1;
 532         bmap->flags = 0;
 533         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 534         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 535         bmap->extra = extra;
 536         bmap->n_eq = 0;
 537         bmap->n_ineq = 0;
 538         bmap->n_div = 0;
 539         bmap->sample = NULL;
 540
 541         return bmap;
 542 error:
 543         isl_basic_map_free(bmap);
 544         return NULL;
 545 }
 546
 547 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 548                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 549                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 550 {
 551         struct isl_basic_map *bmap;
 552         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 553         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 554 }
 555
 556 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 557                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 558 {
 559         struct isl_basic_map *bmap;
 560         if (!dim)
 561                 return NULL;
 562         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 563         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 564         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 565 error:
 566         isl_dim_free(dim);
 567         return NULL;
 568 }
 569
 570 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 571                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 572 {
 573         struct isl_basic_map *bmap;
 574
 575         if (!dim)
 576                 return NULL;
 577         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 578         if (!bmap)
 579                 goto error;
 580         bmap->dim = dim;
 581
 582         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 583 error:
 584         isl_dim_free(dim);
 585         return NULL;
 586 }
 587
 588 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 589                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 590                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 591 {
 592         struct isl_basic_map *bmap;
 593         struct isl_dim *dim;
 594
 595         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 596         if (!dim)
 597                 return NULL;
 598
 599         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 600         return bmap;
 601 }
 602
 603 static void dup_constraints(
 604                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 605 {
 606         int i;
 607         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 608
 609         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 610                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 611                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 612         }
 613
 614         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 615                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 616                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 617         }
 618
 619         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 620                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 621                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 622         }
 623         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 624 }
 625
 626 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 627 {
 628         struct isl_basic_map *dup;
 629
 630         if (!bmap)
 631                 return NULL;
 632         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 633                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 634         if (!dup)
 635                 return NULL;
 636         dup_constraints(dup, bmap);
 637         dup->flags = bmap->flags;
 638         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 639         return dup;
 640 }
 641
 642 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 643 {
 644         struct isl_basic_map *dup;
 645
 646         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 647         return (struct isl_basic_set *)dup;
 648 }
 649
 650 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 651 {
 652         if (!bset)
 653                 return NULL;
 654
 655         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 656                 bset->ref++;
 657                 return bset;
 658         }
 659         return isl_basic_set_dup(bset);
 660 }
 661
 662 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 663 {
 664         if (!set)
 665                 return NULL;
 666
 667         set->ref++;
 668         return set;
 669 }
 670
 671 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 672 {
 673         if (!bmap)
 674                 return NULL;
 675
 676         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 677                 bmap->ref++;
 678                 return bmap;
 679         }
 680         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 681         if (bmap)
 682                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 683         return bmap;
 684 }
 685
 686 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 687 {
 688         if (!map)
 689                 return NULL;
 690
 691         map->ref++;
 692         return map;
 693 }
 694
 695 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 696 {
 697         if (!bmap)
 698                 return;
 699
 700         if (--bmap->ref > 0)
 701                 return;
 702
 703         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 704         free(bmap->div);
 705         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 706         free(bmap->ineq);
 707         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 708         isl_vec_free(bmap->sample);
 709         isl_dim_free(bmap->dim);
 710         free(bmap);
 711 }
 712
 713 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 714 {
 715         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 716 }
 717
 718 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 719 {
 720         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 721 }
 722
 723 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 724 {
 725         struct isl_ctx *ctx;
 726         if (!bmap)
 727                 return -1;
 728         ctx = bmap->ctx;
 729         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 730         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 731                         return -1);
 732         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 733         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 734         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 735         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 736         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 737         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 738                 isl_int *t;
 739                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 740                 if (j < 0)
 741                         return -1;
 742                 t = bmap->ineq[j];
 743                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 744                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 745                 bmap->eq[-1] = t;
 746                 bmap->n_eq++;
 747                 bmap->n_ineq--;
 748                 bmap->eq--;
 749                 return 0;
 750         }
 751         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 752                       bmap->extra - bmap->n_div);
 753         return bmap->n_eq++;
 754 }
 755
 756 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 757 {
 758         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 759 }
 760
 761 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 762 {
 763         if (!bmap)
 764                 return -1;
 765         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 766         bmap->n_eq -= n;
 767         return 0;
 768 }
 769
 770 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 771 {
 772         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 773 }
 774
 775 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 776 {
 777         isl_int *t;
 778         if (!bmap)
 779                 return -1;
 780         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 781
 782         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 783                 t = bmap->eq[pos];
 784                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 785                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 786         }
 787         bmap->n_eq--;
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 792 {
 793         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 794 }
 795
 796 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 797                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 798 {
 799         isl_int *t;
 800
 801         t = bmap->ineq[pos];
 802         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 803         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 804         bmap->eq[-1] = t;
 805         bmap->n_eq++;
 806         bmap->n_ineq--;
 807         bmap->eq--;
 808         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 809         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 810         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 811         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 812 }
 813
 814 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 815 {
 816         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 817 }
 818
 819 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 820 {
 821         struct isl_ctx *ctx;
 822         if (!bmap)
 823                 return -1;
 824         ctx = bmap->ctx;
 825         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 826         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 827         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 828         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 829         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 830         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 831                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 832                       bmap->extra - bmap->n_div);
 833         return bmap->n_ineq++;
 834 }
 835
 836 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 837 {
 838         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 839 }
 840
 841 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 842 {
 843         if (!bmap)
 844                 return -1;
 845         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 846         bmap->n_ineq -= n;
 847         return 0;
 848 }
 849
 850 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 851 {
 852         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 853 }
 854
 855 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 856 {
 857         isl_int *t;
 858         if (!bmap)
 859                 return -1;
 860         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 861
 862         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 863                 t = bmap->ineq[pos];
 864                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 865                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 866                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 867         }
 868         bmap->n_ineq--;
 869         return 0;
 870 }
 871
 872 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 873 {
 874         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 875 }
 876
 877 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 878         isl_int *eq)
 879 {
 880         int k;
 881
 882         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 883         if (!bmap)
 884                 return NULL;
 885         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 886         if (k < 0)
 887                 goto error;
 888         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 889         return bmap;
 890 error:
 891         isl_basic_map_free(bmap);
 892         return NULL;
 893 }
 894
 895 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 896         isl_int *eq)
 897 {
 898         return (isl_basic_set *)
 899                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 900 }
 901
 902 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 903         isl_int *ineq)
 904 {
 905         int k;
 906
 907         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 908         if (!bmap)
 909                 return NULL;
 910         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 911         if (k < 0)
 912                 goto error;
 913         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 914         return bmap;
 915 error:
 916         isl_basic_map_free(bmap);
 917         return NULL;
 918 }
 919
 920 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 921         isl_int *ineq)
 922 {
 923         return (isl_basic_set *)
 924                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 925 }
 926
 927 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 928 {
 929         if (!bmap)
 930                 return -1;
 931         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 932         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 933                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 934                       bmap->extra - bmap->n_div);
 935         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 936         return bmap->n_div++;
 937 }
 938
 939 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 940 {
 941         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 942 }
 943
 944 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 945 {
 946         if (!bmap)
 947                 return -1;
 948         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 949         bmap->n_div -= n;
 950         return 0;
 951 }
 952
 953 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 954 {
 955         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 956 }
 957
 958 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 959  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 960  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 961  * variables.
 962  */
 963 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 964                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 965                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 966 {
 967         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 968         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 969         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 970         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 971         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 972         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 973         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 974         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 975         if (dst_nparam > src_nparam)
 976                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 977                                 dst_nparam - src_nparam);
 978         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 979         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 980                     src+1+src_nparam,
 981                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 982         if (dst_in-in_off > src_in)
 983                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 984                                 dst_in - in_off - src_in);
 985         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 986         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 987                     src+1+src_nparam+src_in,
 988                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 989         if (dst_out-out_off > src_out)
 990                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 991                                 dst_out - out_off - src_out);
 992         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 993         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 994                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 995                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 996         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 997                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 998                                 div_off+src_map->n_div,
 999                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1000 }
1001
1002 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1003                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1004                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1005 {
1006         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1007         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1008 }
1009
1010 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1011                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1012 {
1013         int i;
1014         unsigned div_off;
1015
1016         if (!bmap1 || !bmap2)
1017                 goto error;
1018
1019         div_off = bmap1->n_div;
1020
1021         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1022                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1023                 if (i1 < 0)
1024                         goto error;
1025                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1026                                 i_pos, o_pos, div_off);
1027         }
1028
1029         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1030                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1031                 if (i1 < 0)
1032                         goto error;
1033                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1034                                 i_pos, o_pos, div_off);
1035         }
1036
1037         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1038                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1039                 if (i1 < 0)
1040                         goto error;
1041                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1042                          i_pos, o_pos, div_off);
1043         }
1044
1045         isl_basic_map_free(bmap2);
1046
1047         return bmap1;
1048
1049 error:
1050         isl_basic_map_free(bmap1);
1051         isl_basic_map_free(bmap2);
1052         return NULL;
1053 }
1054
1055 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1056                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1057 {
1058         return (struct isl_basic_set *)
1059                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1060                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1061 }
1062
1063 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1064                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1065                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1066 {
1067         struct isl_basic_map *ext;
1068         unsigned flags;
1069         int dims_ok;
1070
1071         if (!dim)
1072                 goto error;
1073
1074         if (!base)
1075                 goto error;
1076
1077         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1078                   base->extra >= base->n_div + extra;
1079
1080         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1081                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1082                 isl_dim_free(dim);
1083                 return base;
1084         }
1085
1086         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1087         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1088         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1089         extra += base->extra;
1090         n_eq += base->n_eq;
1091         n_ineq += base->n_ineq;
1092
1093         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1094         dim = NULL;
1095         if (!ext)
1096                 goto error;
1097
1098         if (dims_ok)
1099                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1100         flags = base->flags;
1101         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1102         if (ext) {
1103                 ext->flags = flags;
1104                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1105         }
1106
1107         return ext;
1108
1109 error:
1110         isl_dim_free(dim);
1111         isl_basic_map_free(base);
1112         return NULL;
1113 }
1114
1115 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1116                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1117                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1118 {
1119         return (struct isl_basic_set *)
1120                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1121                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1122 }
1123
1124 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1125                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1126 {
1127         if (!base)
1128                 return NULL;
1129         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1130                                         0, n_eq, n_ineq);
1131 }
1132
1133 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1134                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1135                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1136 {
1137         struct isl_basic_map *bmap;
1138         struct isl_dim *dim;
1139
1140         if (!base)
1141                 return NULL;
1142         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1143         if (!dim)
1144                 goto error;
1145
1146         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1147         return bmap;
1148 error:
1149         isl_basic_map_free(base);
1150         return NULL;
1151 }
1152
1153 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1154                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1155                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1156 {
1157         return (struct isl_basic_set *)
1158                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1159                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1160 }
1161
1162 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1163                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1164 {
1165         return (struct isl_basic_set *)
1166                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1167                                                     n_eq, n_ineq);
1168 }
1169
1170 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1171 {
1172         return (struct isl_basic_set *)
1173                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1174 }
1175
1176 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1177 {
1178         if (!bmap)
1179                 return NULL;
1180
1181         if (bmap->ref > 1) {
1182                 bmap->ref--;
1183                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1184         }
1185         if (bmap)
1186                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1187         return bmap;
1188 }
1189
1190 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1191 {
1192         if (!set)
1193                 return NULL;
1194
1195         if (set->ref == 1)
1196                 return set;
1197         set->ref--;
1198         return isl_set_dup(set);
1199 }
1200
1201 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1202 {
1203         if (!map)
1204                 return NULL;
1205
1206         if (map->ref == 1)
1207                 return map;
1208         map->ref--;
1209         return isl_map_dup(map);
1210 }
1211
1212 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1213                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1214 {
1215         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1216         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1217         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1218 }
1219
1220 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1221         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1222 {
1223         int i;
1224         struct isl_blk blk;
1225
1226         if (!bmap)
1227                 goto error;
1228
1229         isl_assert(bmap->ctx,
1230                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1231
1232         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1233                 return bmap;
1234
1235         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1236         if (!bmap)
1237                 return NULL;
1238
1239         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1240         if (isl_blk_is_error(blk))
1241                 goto error;
1242
1243         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1244                 swap_vars(blk,
1245                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1246
1247         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1248                 swap_vars(blk,
1249                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1250
1251         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1252                 swap_vars(blk,
1253                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1254
1255         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1256
1257         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1258         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1259         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1260 error:
1261         isl_basic_map_free(bmap);
1262         return NULL;
1263 }
1264
1265 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1266         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1267 {
1268         unsigned dim;
1269         unsigned nparam;
1270
1271         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1272         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1273         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1274
1275         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1276 error:
1277         isl_basic_set_free(bset);
1278         return NULL;
1279 }
1280
1281 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1282 {
1283         int i = 0;
1284         unsigned total;
1285         if (!bmap)
1286                 goto error;
1287         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1288         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1289         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1290         if (bmap->n_eq > 0)
1291                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1292         else {
1293                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1294                 if (i < 0)
1295                         goto error;
1296         }
1297         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1298         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1299         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1300         isl_vec_free(bmap->sample);
1301         bmap->sample = NULL;
1302         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1303 error:
1304         isl_basic_map_free(bmap);
1305         return NULL;
1306 }
1307
1308 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1309 {
1310         return (struct isl_basic_set *)
1311                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1312 }
1313
1314 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1315 {
1316         int i;
1317         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1318         isl_int *t = bmap->div[a];
1319         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1320         bmap->div[b] = t;
1321
1322         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1323                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1324
1325         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1326                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1327
1328         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1329                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1330         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1331 }
1332
1333 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1334  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1335  * are not removed.
1336  */
1337 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1338         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1339 {
1340         int i;
1341
1342         if (!map)
1343                 return NULL;
1344         if (n == 0)
1345                 return map;
1346
1347         map = isl_map_cow(map);
1348         if (!map)
1349                 return NULL;
1350         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1351         first += pos(map->dim, type) - 1;
1352
1353         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1354                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1355                 if (!map->p[i])
1356                         goto error;
1357         }
1358         return map;
1359 error:
1360         isl_map_free(map);
1361         return NULL;
1362 }
1363
1364 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1365  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1366  * are not removed.
1367  */
1368 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1369         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1370 {
1371         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1372 }
1373
1374 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1375  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1376  * are not removed.
1377  */
1378 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1379         unsigned first, unsigned n)
1380 {
1381         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1382 }
1383
1384 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1385         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1386 {
1387         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1388                                                 bmap->n_div);
1389         if (!bmap)
1390                 return NULL;
1391         bmap->n_div = 0;
1392         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1393 }
1394
1395 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1396         __isl_take isl_basic_set *bset)
1397 {
1398         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1399                         (struct isl_basic_map *)bset);
1400 }
1401
1402 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1403 {
1404         int i;
1405
1406         if (!map)
1407                 return NULL;
1408         if (map->n == 0)
1409                 return map;
1410
1411         map = isl_map_cow(map);
1412         if (!map)
1413                 return NULL;
1414
1415         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1416                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1417                 if (!map->p[i])
1418                         goto error;
1419         }
1420         return map;
1421 error:
1422         isl_map_free(map);
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1427 {
1428         return isl_map_remove_divs(set);
1429 }
1430
1431 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1432         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1433 {
1434         if (!bmap)
1435                 return NULL;
1436         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1437                         goto error);
1438         if (n == 0)
1439                 return bmap;
1440         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1441                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1442         if (!bmap)
1443                 return bmap;
1444         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1445                 return bmap;
1446         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1447         return bmap;
1448 error:
1449         isl_basic_map_free(bmap);
1450         return NULL;
1451 }
1452
1453 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1454  * any of the given variables.
1455  */
1456 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1457         unsigned first, unsigned n)
1458 {
1459         int i;
1460         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1461
1462         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1463                 return 0;
1464         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1465                 return 1;
1466
1467         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1468                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1469                         continue;
1470                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1471                         return 1;
1472         }
1473
1474         return 0;
1475 }
1476
1477 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1478  * in their definitions.
1479  */
1480 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1481         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1482         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1483 {
1484         int i;
1485
1486         if (!bmap)
1487                 return NULL;
1488         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1489                         goto error);
1490         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1491
1492         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1493                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1494                         continue;
1495                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1496                 if (!bmap)
1497                         return NULL;
1498                 i = bmap->n_div;
1499         }
1500
1501         return bmap;
1502 error:
1503         isl_basic_map_free(bmap);
1504         return NULL;
1505 }
1506
1507 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1508         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1509 {
1510         int i;
1511
1512         if (!map)
1513                 return NULL;
1514         if (map->n == 0)
1515                 return map;
1516
1517         map = isl_map_cow(map);
1518         if (!map)
1519                 return NULL;
1520
1521         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1522                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1523                                                                 type, first, n);
1524                 if (!map->p[i])
1525                         goto error;
1526         }
1527         return map;
1528 error:
1529         isl_map_free(map);
1530         return NULL;
1531 }
1532
1533 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1534         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1535 {
1536         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1537                                                               type, first, n);
1538 }
1539
1540 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1541         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1542 {
1543         int i;
1544
1545         if (!bset)
1546                 return -1;
1547
1548         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1549                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1550                         "index out of bounds", return -1);
1551
1552         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1553         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1554                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1555                         return 1;
1556         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1557                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1558                         return 1;
1559
1560         return 0;
1561 }
1562
1563 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1564         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1565 {
1566         int i;
1567
1568         if (!set)
1569                 return -1;
1570
1571         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1572                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1573                         "index out of bounds", return -1);
1574
1575         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1576                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1577                                                             type, first, n);
1578                 if (involves < 0 || !involves)
1579                         return involves;
1580         }
1581
1582         return 1;
1583 }
1584
1585 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1586  * on unknown divs.
1587  */
1588 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1589 {
1590         int i;
1591         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1592
1593         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1594                 return 1;
1595
1596         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1597                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1598                         continue;
1599                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1600                         return 1;
1601         }
1602
1603         return 0;
1604 }
1605
1606 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1607  */
1608 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1609         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1610 {
1611         int i;
1612
1613         if (!bmap)
1614                 return NULL;
1615
1616         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1617                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1618                         continue;
1619                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1620         }
1621
1622         return bmap;
1623 }
1624
1625 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1626 {
1627         int i;
1628
1629         if (!map)
1630                 return NULL;
1631         if (map->n == 0)
1632                 return map;
1633
1634         map = isl_map_cow(map);
1635         if (!map)
1636                 return NULL;
1637
1638         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1639                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1640                 if (!map->p[i])
1641                         goto error;
1642         }
1643         return map;
1644 error:
1645         isl_map_free(map);
1646         return NULL;
1647 }
1648
1649 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1650 {
1651         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1652 }
1653
1654 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1655         __isl_take isl_basic_set *bset,
1656         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1657 {
1658         return (isl_basic_set *)
1659             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1660 }
1661
1662 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1663         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1664 {
1665         int i;
1666
1667         if (n == 0)
1668                 return map;
1669
1670         map = isl_map_cow(map);
1671         if (!map)
1672                 return NULL;
1673         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1674
1675         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1676                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1677                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1678                 if (!map->p[i])
1679                         goto error;
1680         }
1681         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1682         return map;
1683 error:
1684         isl_map_free(map);
1685         return NULL;
1686 }
1687
1688 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1689         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1690 {
1691         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1692 }
1693
1694 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1695 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1696         unsigned first, unsigned n)
1697 {
1698         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1699 }
1700
1701 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1702                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1703 {
1704         const char *name;
1705         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1706         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1707         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1708         if (!pos)
1709                 isl_int_print(out, c, 0);
1710         else {
1711                 if (!isl_int_is_one(c))
1712                         isl_int_print(out, c, 0);
1713                 if (pos < 1 + nparam) {
1714                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1715                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1716                         if (name)
1717                                 fprintf(out, "%s", name);
1718                         else
1719                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1720                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1721                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1722                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1723                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1724                 else
1725                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1726         }
1727 }
1728
1729 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1730                                 int sign, FILE *out)
1731 {
1732         int i;
1733         int first;
1734         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1735         isl_int v;
1736
1737         isl_int_init(v);
1738         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1739                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1740                         continue;
1741                 if (!first)
1742                         fprintf(out, " + ");
1743                 first = 0;
1744                 isl_int_abs(v, c[i]);
1745                 dump_term(bmap, v, i, out);
1746         }
1747         isl_int_clear(v);
1748         if (first)
1749                 fprintf(out, "0");
1750 }
1751
1752 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1753                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1754 {
1755         int i;
1756
1757         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1758
1759         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1760         fprintf(out, " %s ", op);
1761         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1762
1763         fprintf(out, "\n");
1764
1765         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1766                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1767                         continue;
1768                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1769                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1770                 abort();
1771         }
1772 }
1773
1774 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1775                                 isl_int **c, unsigned n,
1776                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1777 {
1778         int i;
1779
1780         for (i = 0; i < n; ++i)
1781                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1782 }
1783
1784 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1785 {
1786         int j;
1787         int first = 1;
1788         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1789
1790         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1791                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1792                         continue;
1793                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1794                         fprintf(out, "+");
1795                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1796                 first = 0;
1797         }
1798 }
1799
1800 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1801 {
1802         int i;
1803
1804         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1805         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1806
1807         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1808                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1809                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1810                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1811                 fprintf(out, ")/");
1812                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1813                 fprintf(out, "]\n");
1814         }
1815 }
1816
1817 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1818         FILE *out, int indent)
1819 {
1820         if (!bset) {
1821                 fprintf(out, "null basic set\n");
1822                 return;
1823         }
1824
1825         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1826         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1827                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1828                         bset->extra, bset->flags);
1829         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1830 }
1831
1832 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1833         FILE *out, int indent)
1834 {
1835         if (!bmap) {
1836                 fprintf(out, "null basic map\n");
1837                 return;
1838         }
1839
1840         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1841         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1842                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1843                 bmap->ref,
1844                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1845                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1846         dump(bmap, out, indent);
1847 }
1848
1849 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1850 {
1851         unsigned total;
1852         if (!bmap)
1853                 return -1;
1854         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1855         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1856         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1857         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1858         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1859         return 0;
1860 }
1861
1862 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1863 {
1864         struct isl_set *set;
1865
1866         if (!dim)
1867                 return NULL;
1868         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1869         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1870         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1871                         sizeof(struct isl_set) +
1872                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1873         if (!set)
1874                 goto error;
1875
1876         set->ctx = dim->ctx;
1877         isl_ctx_ref(set->ctx);
1878         set->ref = 1;
1879         set->size = n;
1880         set->n = 0;
1881         set->dim = dim;
1882         set->flags = flags;
1883         return set;
1884 error:
1885         isl_dim_free(dim);
1886         return NULL;
1887 }
1888
1889 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1890                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1891 {
1892         struct isl_set *set;
1893         struct isl_dim *dims;
1894
1895         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1896         if (!dims)
1897                 return NULL;
1898
1899         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1900         return set;
1901 }
1902
1903 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1904  */
1905 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1906 {
1907         int i;
1908         struct isl_map *grown = NULL;
1909
1910         if (!map)
1911                 return NULL;
1912         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1913         if (map->n + n <= map->size)
1914                 return map;
1915         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1916         if (!grown)
1917                 goto error;
1918         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1919                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1920                 if (!grown->p[i])
1921                         goto error;
1922                 grown->n++;
1923         }
1924         isl_map_free(map);
1925         return grown;
1926 error:
1927         isl_map_free(grown);
1928         isl_map_free(map);
1929         return NULL;
1930 }
1931
1932 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1933  */
1934 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1935 {
1936         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1937 }
1938
1939 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1940 {
1941         int i;
1942         struct isl_set *dup;
1943
1944         if (!set)
1945                 return NULL;
1946
1947         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1948         if (!dup)
1949                 return NULL;
1950         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1951                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1952         return dup;
1953 }
1954
1955 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1956 {
1957         return isl_map_from_basic_map(bset);
1958 }
1959
1960 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1961 {
1962         struct isl_map *map;
1963
1964         if (!bmap)
1965                 return NULL;
1966
1967         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1968         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1969 }
1970
1971 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1972                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1973 {
1974         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1975                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1976 }
1977
1978 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1979 {
1980         int i;
1981
1982         if (!set)
1983                 return;
1984
1985         if (--set->ref > 0)
1986                 return;
1987
1988         isl_ctx_deref(set->ctx);
1989         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1990                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1991         isl_dim_free(set->dim);
1992         free(set);
1993 }
1994
1995 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1996 {
1997         int i;
1998
1999         if (!set) {
2000                 fprintf(out, "null set\n");
2001                 return;
2002         }
2003
2004         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2005         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2006                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2007                         set->flags);
2008         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2009                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2010                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2011                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2012         }
2013 }
2014
2015 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2016 {
2017         int i;
2018
2019         if (!map) {
2020                 fprintf(out, "null map\n");
2021                 return;
2022         }
2023
2024         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2025         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2026                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2027                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2028                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2029         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2030                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2031                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2032                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2033         }
2034 }
2035
2036 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2037                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2038 {
2039         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2040
2041         if (!bmap || !bset)
2042                 goto error;
2043
2044         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2045                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2046
2047         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2048                 isl_assert(bset->ctx,
2049                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2050
2051         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2052         if (!bmap)
2053                 goto error;
2054         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2055                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2056         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2057         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2058
2059         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2060         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2061 error:
2062         isl_basic_map_free(bmap);
2063         isl_basic_set_free(bset);
2064         return NULL;
2065 }
2066
2067 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2068                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2069 {
2070         struct isl_basic_map *bmap_range;
2071
2072         if (!bmap || !bset)
2073                 goto error;
2074
2075         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2076                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2077
2078         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2079                 isl_assert(bset->ctx,
2080                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2081
2082         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2083                 isl_basic_set_free(bset);
2084                 return bmap;
2085         }
2086
2087         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2088         if (!bmap)
2089                 goto error;
2090         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2091                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2092         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2093         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2094
2095         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2096         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2097 error:
2098         isl_basic_map_free(bmap);
2099         isl_basic_set_free(bset);
2100         return NULL;
2101 }
2102
2103 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2104 {
2105         int i;
2106         unsigned total;
2107         isl_int s;
2108
2109         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2110         if (total != vec->size)
2111                 return -1;
2112
2113         isl_int_init(s);
2114
2115         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2116                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2117                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2118                         isl_int_clear(s);
2119                         return 0;
2120                 }
2121         }
2122
2123         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2124                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2125                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2126                         isl_int_clear(s);
2127                         return 0;
2128                 }
2129         }
2130
2131         isl_int_clear(s);
2132
2133         return 1;
2134 }
2135
2136 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2137 {
2138         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2139 }
2140
2141 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2142                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2143 {
2144         struct isl_vec *sample = NULL;
2145
2146         if (!bmap1 || !bmap2)
2147                 goto error;
2148
2149         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2150                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2151         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2152                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2153             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2154                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2155                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2156
2157         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2158                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2159                 isl_assert(bmap1->ctx,
2160                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2161
2162         if (bmap1->sample &&
2163             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2164             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2165                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2166         else if (bmap2->sample &&
2167             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2168             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2169                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2170
2171         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2172         if (!bmap1)
2173                 goto error;
2174         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2175                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2176         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2177
2178         if (!bmap1)
2179                 isl_vec_free(sample);
2180         else if (sample) {
2181                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2182                 bmap1->sample = sample;
2183         }
2184
2185         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2186         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2187 error:
2188         if (sample)
2189                 isl_vec_free(sample);
2190         isl_basic_map_free(bmap1);
2191         isl_basic_map_free(bmap2);
2192         return NULL;
2193 }
2194
2195 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2196                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2197 {
2198         return (struct isl_basic_set *)
2199                 isl_basic_map_intersect(
2200                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2201                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2202 }
2203
2204 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2205  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2206  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2207  * added to the other map.
2208  */
2209 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2210         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2211 {
2212         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2213         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2214         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2215         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2216
2217         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2218                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2219
2220         isl_assert(map2->ctx,
2221                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2222
2223         map1 = isl_map_cow(map1);
2224         if (!map1)
2225                 goto error;
2226         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2227                 isl_map_free(map2);
2228                 return map1;
2229         }
2230         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2231         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2232                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2233         else
2234                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2235                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2236
2237         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2238         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2239         if (!map1->p[0])
2240                 goto error;
2241
2242         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2243                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2244                 map1->n = 0;
2245         }
2246
2247         isl_map_free(map2);
2248
2249         return map1;
2250 error:
2251         isl_map_free(map1);
2252         isl_map_free(map2);
2253         return NULL;
2254 }
2255
2256 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2257 {
2258         unsigned flags = 0;
2259         struct isl_map *result;
2260         int i, j;
2261
2262         if (!map1 || !map2)
2263                 goto error;
2264
2265         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2266                 isl_map_free(map2);
2267                 return map1;
2268         }
2269         if (isl_map_plain_is_empty(map2)) {
2270                 isl_map_free(map1);
2271                 return map2;
2272         }
2273
2274         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2275             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2276             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2277             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2278              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2279                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2280         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2281                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2282         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2283                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2284             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2285                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2286
2287         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2288                 isl_assert(map1->ctx,
2289                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2290
2291         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2292             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2293                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2294
2295         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2296                                 map1->n * map2->n, flags);
2297         if (!result)
2298                 goto error;
2299         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2300                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2301                         struct isl_basic_map *part;
2302                         part = isl_basic_map_intersect(
2303                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2304                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2305                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2306                                 isl_basic_map_free(part);
2307                         else
2308                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2309                         if (!result)
2310                                 goto error;
2311                 }
2312         isl_map_free(map1);
2313         isl_map_free(map2);
2314         return result;
2315 error:
2316         isl_map_free(map1);
2317         isl_map_free(map2);
2318         return NULL;
2319 }
2320
2321 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2322 {
2323         return (struct isl_set *)
2324                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2325                                   (struct isl_map *)set2);
2326 }
2327
2328 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2329 {
2330         struct isl_dim *dim;
2331         struct isl_basic_set *bset;
2332         unsigned in;
2333
2334         if (!bmap)
2335                 return NULL;
2336         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2337         if (!bmap)
2338                 return NULL;
2339         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2340         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2341         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2342         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2343         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2344 }
2345
2346 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2347                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2348 {
2349         struct isl_dim *res_dim;
2350         struct isl_basic_map *res;
2351         struct isl_dim_map *dim_map;
2352         unsigned total, off;
2353         enum isl_dim_type t;
2354
2355         if (n == 0)
2356                 return bmap;
2357
2358         if (!bmap)
2359                 return NULL;
2360
2361         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2362
2363         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2364         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2365         off = 0;
2366         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2367                 if (t != type) {
2368                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2369                 } else {
2370                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2371                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2372                                                 0, pos, off);
2373                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2374                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2375                 }
2376                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2377         }
2378         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2379
2380         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2381                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2382         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2383                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2384         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2385         return isl_basic_map_finalize(res);
2386 }
2387
2388 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2389                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2390 {
2391         if (!bmap)
2392                 return NULL;
2393         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2394                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2395 }
2396
2397 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2398                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2399 {
2400         if (!bset)
2401                 return NULL;
2402         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2403         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2404 error:
2405         isl_basic_set_free(bset);
2406         return NULL;
2407 }
2408
2409 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2410                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2411 {
2412         int i;
2413
2414         if (n == 0)
2415                 return map;
2416
2417         map = isl_map_cow(map);
2418         if (!map)
2419                 return NULL;
2420
2421         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2422         if (!map->dim)
2423                 goto error;
2424
2425         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2426                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2427                 if (!map->p[i])
2428                         goto error;
2429         }
2430
2431         return map;
2432 error:
2433         isl_map_free(map);
2434         return NULL;
2435 }
2436
2437 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2438                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2439 {
2440         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2441 }
2442
2443 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2444                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2445 {
2446         if (!map)
2447                 return NULL;
2448         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2449 }
2450
2451 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2452                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2453 {
2454         if (!set)
2455                 return NULL;
2456         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2457         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2458 error:
2459         isl_set_free(set);
2460         return NULL;
2461 }
2462
2463 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2464         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2465         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2466         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2467 {
2468         struct isl_dim_map *dim_map;
2469         struct isl_basic_map *res;
2470         enum isl_dim_type t;
2471         unsigned total, off;
2472
2473         if (!bmap)
2474                 return NULL;
2475         if (n == 0)
2476                 return bmap;
2477
2478         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2479                 goto error);
2480
2481         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2482                 return bmap;
2483
2484         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2485
2486         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2487             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2488                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2489                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2490                 if (!bmap)
2491                         return NULL;
2492
2493                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2494                                                 src_type, src_pos, n);
2495                 if (!bmap->dim)
2496                         goto error;
2497
2498                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2499
2500                 return bmap;
2501         }
2502
2503         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2504         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2505
2506         off = 0;
2507         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2508                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2509                 if (t == dst_type) {
2510                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2511                                             0, dst_pos, off);
2512                         off += dst_pos;
2513                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2514                                             src_pos, n, off);
2515                         off += n;
2516                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2517                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2518                         off += size - dst_pos;
2519                 } else if (t == src_type) {
2520                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2521                                             0, src_pos, off);
2522                         off += src_pos;
2523                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2524                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2525                         off += size - src_pos - n;
2526                 } else {
2527                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2528                         off += size;
2529                 }
2530         }
2531         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2532
2533         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2534                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2535         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2536
2537         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2538                                         src_type, src_pos, n);
2539         if (!bmap->dim)
2540                 goto error;
2541
2542         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2543         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2544         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2545
2546         return bmap;
2547 error:
2548         isl_basic_map_free(bmap);
2549         return NULL;
2550 }
2551
2552 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2553         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2554         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2555 {
2556         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2557                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2558 }
2559
2560 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2561         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2562         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2563 {
2564         if (!set)
2565                 return NULL;
2566         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2567         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2568                                         src_type, src_pos, n);
2569 error:
2570         isl_set_free(set);
2571         return NULL;
2572 }
2573
2574 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2575         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2576         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2577 {
2578         int i;
2579
2580         if (!map)
2581                 return NULL;
2582         if (n == 0)
2583                 return map;
2584
2585         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2586                 goto error);
2587
2588         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2589                 return map;
2590
2591         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2592
2593         map = isl_map_cow(map);
2594         if (!map)
2595                 return NULL;
2596
2597         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2598         if (!map->dim)
2599                 goto error;
2600
2601         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2602                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2603                                                 dst_type, dst_pos,
2604                                                 src_type, src_pos, n);
2605                 if (!map->p[i])
2606                         goto error;
2607         }
2608
2609         return map;
2610 error:
2611         isl_map_free(map);
2612         return NULL;
2613 }
2614
2615 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2616  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2617  * That's the responsibility of the caller.
2618  */
2619 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2620         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2621 {
2622         struct isl_dim_map *dim_map;
2623         struct isl_basic_map *res;
2624         enum isl_dim_type t;
2625         unsigned total, off;
2626
2627         if (!bmap)
2628                 return NULL;
2629         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2630                 return bmap;
2631
2632         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2633         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2634
2635         off = 0;
2636         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2637                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2638                 if (t == type) {
2639                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2640                                             0, first, off);
2641                         off += first;
2642                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2643                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2644                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2645                                             first + n, size - (first + n), off);
2646                         off += size - (first + n);
2647                 } else {
2648                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2649                         off += size;
2650                 }
2651         }
2652         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2653
2654         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2655                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2656         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2657         return res;
2658 }
2659
2660 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2661  * into existentially quantified variables.
2662  */
2663 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2664                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2665                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2666 {
2667         int i;
2668         size_t row_size;
2669         isl_int **new_div;
2670         isl_int *old;
2671
2672         if (n == 0)
2673                 return bmap;
2674
2675         if (!bmap)
2676                 return NULL;
2677
2678         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2679                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2680
2681         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2682                         goto error);
2683
2684         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2685         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2686         if (!bmap)
2687                 return NULL;
2688
2689         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2690         old = bmap->block2.data;
2691         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2692                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2693         if (!bmap->block2.data)
2694                 goto error;
2695         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2696         if (!new_div)
2697                 goto error;
2698         for (i = 0; i < n; ++i) {
2699                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2700                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2701                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2702         }
2703         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2704                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2705         free(bmap->div);
2706         bmap->div = new_div;
2707         bmap->n_div += n;
2708         bmap->extra += n;
2709
2710         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2711         if (!bmap->dim)
2712                 goto error;
2713         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2714         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2715         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2716 error:
2717         isl_basic_map_free(bmap);
2718         return NULL;
2719 }
2720
2721 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2722  * into existentially quantified variables.
2723  */
2724 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2725                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2726 {
2727         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2728                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2729 }
2730
2731 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2732  * into existentially quantified variables.
2733  */
2734 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2735                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2736 {
2737         int i;
2738
2739         if (!map)
2740                 return NULL;
2741
2742         if (n == 0)
2743                 return map;
2744
2745         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2746
2747         map = isl_map_cow(map);
2748         if (!map)
2749                 return NULL;
2750
2751         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2752         if (!map->dim)
2753                 goto error;
2754
2755         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2756                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2757                 if (!map->p[i])
2758                         goto error;
2759         }
2760
2761         return map;
2762 error:
2763         isl_map_free(map);
2764         return NULL;
2765 }
2766
2767 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2768  * into existentially quantified variables.
2769  */
2770 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2771                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2772 {
2773         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2774 }
2775
2776 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2777 {
2778         int i, j;
2779
2780         for (i = 0; i < n; ++i) {
2781                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2782                 if (j < 0)
2783                         goto error;
2784                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2785         }
2786         return bmap;
2787 error:
2788         isl_basic_map_free(bmap);
2789         return NULL;
2790 }
2791
2792 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2793                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2794 {
2795         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2796         struct isl_basic_map *bmap;
2797         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2798         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2799
2800         if (!bmap1 || !bmap2)
2801                 goto error;
2802
2803         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2804                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2805
2806         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2807         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2808         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2809         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2810
2811         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2812         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2813         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2814         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2815         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2816         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2817         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2818         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2819         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2820         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2821         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2822
2823         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2824                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2825                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2826                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2827         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2828         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2829         bmap = add_divs(bmap, n);
2830         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2831         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2832         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2833 error:
2834         isl_basic_map_free(bmap1);
2835         isl_basic_map_free(bmap2);
2836         return NULL;
2837 }
2838
2839 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2840                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2841 {
2842         if (!bset || !bmap)
2843                 goto error;
2844
2845         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2846                     goto error);
2847
2848         return (struct isl_basic_set *)
2849                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2850 error:
2851         isl_basic_set_free(bset);
2852         isl_basic_map_free(bmap);
2853         return NULL;
2854 }
2855
2856 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2857                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2858 {
2859         if (!bmap1 || !bmap2)
2860                 goto error;
2861
2862         isl_assert(bmap1->ctx,
2863             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2864         isl_assert(bmap1->ctx,
2865             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2866             goto error);
2867
2868         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2869         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2870         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2871 error:
2872         isl_basic_map_free(bmap1);
2873         isl_basic_map_free(bmap2);
2874         return NULL;
2875 }
2876
2877 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2878  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2879  */
2880 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2881                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2882 {
2883         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2884         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2885         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2886         int i;
2887
2888         if (!bmap1 || !bmap2)
2889                 goto error;
2890
2891         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2892                 goto error);
2893
2894         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2895         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2896         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2897
2898         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2899         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2900         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2901         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2902         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2903         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2904         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2905         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2906         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2907         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2908         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2909
2910         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2911                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2912                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2913                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2914         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2915                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2916                 if (j < 0)
2917                         goto error;
2918                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2919                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2920                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2921                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2922         }
2923         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2924         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2925         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2926
2927         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2928         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2929 error:
2930         isl_basic_map_free(bmap);
2931         isl_basic_map_free(bmap1);
2932         isl_basic_map_free(bmap2);
2933         return NULL;
2934 }
2935
2936 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2937  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2938  */
2939 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2940 {
2941         struct isl_map *result;
2942         int i, j;
2943
2944         if (!map1 || !map2)
2945                 goto error;
2946
2947         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2948
2949         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2950                                 map1->n * map2->n, 0);
2951         if (!result)
2952                 goto error;
2953         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2954                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2955                         struct isl_basic_map *part;
2956                         part = isl_basic_map_sum(
2957                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2958                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2959                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2960                                 isl_basic_map_free(part);
2961                         else
2962                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2963                         if (!result)
2964                                 goto error;
2965                 }
2966         isl_map_free(map1);
2967         isl_map_free(map2);
2968         return result;
2969 error:
2970         isl_map_free(map1);
2971         isl_map_free(map2);
2972         return NULL;
2973 }
2974
2975 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2976         __isl_take isl_set *set2)
2977 {
2978         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2979 }
2980
2981 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2982  */
2983 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2984 {
2985         int i, j;
2986         unsigned off, n;
2987
2988         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2989         if (!bmap)
2990                 return NULL;
2991
2992         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2993         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2994         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2995                 for (j = 0; j < n; ++j)
2996                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2997         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2998                 for (j = 0; j < n; ++j)
2999                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3000         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3001                 for (j = 0; j < n; ++j)
3002                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3003         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3004 }
3005
3006 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3007 {
3008         return isl_basic_map_neg(bset);
3009 }
3010
3011 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3012  */
3013 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3014 {
3015         int i;
3016
3017         map = isl_map_cow(map);
3018         if (!map)
3019                 return NULL;
3020
3021         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3022                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3023                 if (!map->p[i])
3024                         goto error;
3025         }
3026
3027         return map;
3028 error:
3029         isl_map_free(map);
3030         return NULL;
3031 }
3032
3033 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3034 {
3035         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3036 }
3037
3038 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3039  * A -> floor(f(A)/d).
3040  */
3041 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3042                 isl_int d)
3043 {
3044         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3045         struct isl_basic_map *result = NULL;
3046         struct isl_dim_map *dim_map;
3047         int i;
3048
3049         if (!bmap)
3050                 return NULL;
3051
3052         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3053         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3054         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3055
3056         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3057         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3058         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3059         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3060         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3061         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3062
3063         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3064                         bmap->n_div + n_out,
3065                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3066         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3067         result = add_divs(result, n_out);
3068         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3069                 int j;
3070                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3071                 if (j < 0)
3072                         goto error;
3073                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3074                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3075                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3076                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3077                 if (j < 0)
3078                         goto error;
3079                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3080                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3081                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3082                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3083         }
3084
3085         result = isl_basic_map_simplify(result);
3086         return isl_basic_map_finalize(result);
3087 error:
3088         isl_basic_map_free(result);
3089         return NULL;
3090 }
3091
3092 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3093  * A -> floor(f(A)/d).
3094  */
3095 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3096 {
3097         int i;
3098
3099         map = isl_map_cow(map);
3100         if (!map)
3101                 return NULL;
3102
3103         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3104         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3105         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3106                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3107                 if (!map->p[i])
3108                         goto error;
3109         }
3110
3111         return map;
3112 error:
3113         isl_map_free(map);
3114         return NULL;
3115 }
3116
3117 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3118 {
3119         int i;
3120         unsigned nparam;
3121         unsigned n_in;
3122
3123         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3124         if (i < 0)
3125                 goto error;
3126         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3127         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3128         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3129         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3130         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3131         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3132 error:
3133         isl_basic_map_free(bmap);
3134         return NULL;
3135 }
3136
3137 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3138  */
3139 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3140 {
3141         int i;
3142         unsigned nparam;
3143         unsigned n_in;
3144
3145         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3146         if (i < 0)
3147                 goto error;
3148         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3149         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3150         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3151         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3152         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3153         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3154         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3155 error:
3156         isl_basic_map_free(bmap);
3157         return NULL;
3158 }
3159
3160 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3161  */
3162 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3163         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3164 {
3165         int i;
3166         unsigned nparam;
3167         unsigned n_in;
3168
3169         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3170         if (i < 0)
3171                 goto error;
3172         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3173         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3174         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3175         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3176         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3177         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3178 error:
3179         isl_basic_map_free(bmap);
3180         return NULL;
3181 }
3182
3183 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3184  */
3185 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3186 {
3187         int i;
3188         unsigned nparam;
3189         unsigned n_in;
3190
3191         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3192         if (i < 0)
3193                 goto error;
3194         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3195         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3196         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3197         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3198         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3199         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3200         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3201 error:
3202         isl_basic_map_free(bmap);
3203         return NULL;
3204 }
3205
3206 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3207  */
3208 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3209         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3210 {
3211         int i;
3212         unsigned nparam;
3213         unsigned n_in;
3214
3215         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3216         if (i < 0)
3217                 goto error;
3218         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3219         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3220         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3221         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3222         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3223         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3224 error:
3225         isl_basic_map_free(bmap);
3226         return NULL;
3227 }
3228
3229 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3230 {
3231         int i;
3232         struct isl_basic_map *bmap;
3233         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3234         if (!bmap)
3235                 return NULL;
3236         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3237                 bmap = var_equal(bmap, i);
3238         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3239 }
3240
3241 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3242  */
3243 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3244 {
3245         int i;
3246         struct isl_basic_map *bmap;
3247         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3248         if (!bmap)
3249                 return NULL;
3250         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3251                 bmap = var_equal(bmap, i);
3252         if (bmap)
3253                 bmap = var_less(bmap, pos);
3254         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3255 }
3256
3257 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3258  */
3259 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3260         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3261 {
3262         int i;
3263         isl_basic_map *bmap;
3264
3265         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3266         for (i = 0; i < pos; ++i)
3267                 bmap = var_equal(bmap, i);
3268         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3269         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3270 }
3271
3272 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3273  */
3274 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3275 {
3276         int i;
3277         struct isl_basic_map *bmap;
3278         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3279         if (!bmap)
3280                 return NULL;
3281         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3282                 bmap = var_equal(bmap, i);
3283         if (bmap)
3284                 bmap = var_more(bmap, pos);
3285         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3286 }
3287
3288 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3289  */
3290 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3291         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3292 {
3293         int i;
3294         isl_basic_map *bmap;
3295
3296         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3297         for (i = 0; i < pos; ++i)
3298                 bmap = var_equal(bmap, i);
3299         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3300         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3301 }
3302
3303 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3304         unsigned n, int equal)
3305 {
3306         struct isl_map *map;
3307         int i;
3308
3309         if (n == 0 && equal)
3310                 return isl_map_universe(dims);
3311
3312         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3313
3314         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3315                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3316                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3317         if (n > 0) {
3318                 if (equal)
3319                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3320                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3321                 else
3322                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3323                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3324         } else
3325                 isl_dim_free(dims);
3326
3327         return map;
3328 }
3329
3330 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3331 {
3332         if (!dims)
3333                 return NULL;
3334         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3335 }
3336
3337 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3338 {
3339         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3340 }
3341
3342 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3343 {
3344         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3345 }
3346
3347 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3348 {
3349         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3350 }
3351
3352 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3353 {
3354         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3355 }
3356
3357 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3358         unsigned n, int equal)
3359 {
3360         struct isl_map *map;
3361         int i;
3362
3363         if (n == 0 && equal)
3364                 return isl_map_universe(dims);
3365
3366         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3367
3368         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3369                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3370                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3371         if (n > 0) {
3372                 if (equal)
3373                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3374                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3375                 else
3376                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3377                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3378         } else
3379                 isl_dim_free(dims);
3380
3381         return map;
3382 }
3383
3384 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3385 {
3386         if (!dims)
3387                 return NULL;
3388         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3389 }
3390
3391 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3392 {
3393         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3394 }
3395
3396 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3397 {
3398         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3399 }
3400
3401 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3402 {
3403         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3404 }
3405
3406 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3407 {
3408         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3409 }
3410
3411 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3412         __isl_take isl_set *set2)
3413 {
3414         isl_map *map;
3415         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3416         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3417         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3418         return map;
3419 }
3420
3421 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3422         __isl_take isl_set *set2)
3423 {
3424         isl_map *map;
3425         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3426         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3427         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3428         return map;
3429 }
3430
3431 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3432         __isl_take isl_set *set2)
3433 {
3434         isl_map *map;
3435         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3436         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3437         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3438         return map;
3439 }
3440
3441 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3442         __isl_take isl_set *set2)
3443 {
3444         isl_map *map;
3445         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3446         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3447         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3448         return map;
3449 }
3450
3451 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3452         __isl_take isl_map *map2)
3453 {
3454         isl_map *map;
3455         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3456         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3457         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3458         return map;
3459 }
3460
3461 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3462         __isl_take isl_map *map2)
3463 {
3464         isl_map *map;
3465         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3466         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3467         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3468         return map;
3469 }
3470
3471 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3472         __isl_take isl_map *map2)
3473 {
3474         isl_map *map;
3475         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3476         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3477         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3478         return map;
3479 }
3480
3481 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3482         __isl_take isl_map *map2)
3483 {
3484         isl_map *map;
3485         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3486         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3487         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3488         return map;
3489 }
3490
3491 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3492                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3493 {
3494         struct isl_basic_map *bmap;
3495
3496         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3497         if (!bset || !dim)
3498                 goto error;
3499
3500         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3501         isl_dim_free(bset->dim);
3502         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3503         bmap->dim = dim;
3504         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3505 error:
3506         isl_basic_set_free(bset);
3507         isl_dim_free(dim);
3508         return NULL;
3509 }
3510
3511 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3512 {
3513         if (!bmap)
3514                 goto error;
3515         if (bmap->dim->n_in == 0)
3516                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3517         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3518         if (!bmap)
3519                 goto error;
3520         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3521         if (!bmap->dim)
3522                 goto error;
3523         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3524         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3525 error:
3526         isl_basic_map_free(bmap);
3527         return NULL;
3528 }
3529
3530 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3531  *
3532  *              f - m d >= 0
3533  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3534  *
3535  * Note that the second constraint is the negation of
3536  *
3537  *              f - m d >= n
3538  */
3539 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3540         unsigned pos, isl_int *div)
3541 {
3542         int i, j;
3543         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3544
3545         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3546         if (i < 0)
3547                 return -1;
3548         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3549         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3550
3551         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3552         if (j < 0)
3553                 return -1;
3554         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3555         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3556         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3557         return j;
3558 }
3559
3560 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3561         unsigned pos, isl_int *div)
3562 {
3563         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3564                                                         pos, div);
3565 }
3566
3567 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3568 {
3569         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3570         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3571
3572         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3573                                                         bmap->div[div]);
3574 }
3575
3576 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3577                 struct isl_basic_map *bmap)
3578 {
3579         if (!bmap)
3580                 goto error;
3581         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3582             bmap->n_div == 0 &&
3583             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3584             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3585                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3586         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3587         if (!bmap)
3588                 goto error;
3589         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3590         if (!bmap->dim)
3591                 goto error;
3592         bmap->extra -= bmap->n_div;
3593         bmap->n_div = 0;
3594         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3595         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3596 error:
3597         return NULL;
3598 }
3599
3600 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3601                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3602 {
3603         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3604 }
3605
3606 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3607         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3608 {
3609         struct isl_basic_map *bmap;
3610         struct isl_ctx *ctx;
3611         unsigned total;
3612         int i;
3613
3614         if (!bset || !like)
3615                 goto error;
3616         ctx = bset->ctx;
3617         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3618         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3619         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3620                         goto error);
3621         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3622                 isl_basic_map_free(like);
3623                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3624         }
3625         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3626         if (!bset)
3627                 goto error;
3628         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3629         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3630         isl_dim_free(bmap->dim);
3631         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3632         if (!bmap->dim)
3633                 goto error;
3634         bmap->n_div = like->n_div;
3635         bmap->extra += like->n_div;
3636         if (bmap->extra) {
3637                 unsigned ltotal;
3638                 isl_int **div;
3639                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3640                 if (ltotal > total)
3641                         ltotal = total;
3642                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3643                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3644                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3645                         goto error;
3646                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3647                 if (!div)
3648                         goto error;
3649                 bmap->div = div;
3650                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3651                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3652                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3653                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3654                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3655                 }
3656                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3657                                                         0, 2 * like->n_div);
3658                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3659                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3660                                 continue;
3661                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3662                                 goto error;
3663                 }
3664         }
3665         isl_basic_map_free(like);
3666         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3667         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3668         return bmap;
3669 error:
3670         isl_basic_map_free(like);
3671         isl_basic_set_free(bset);
3672         return NULL;
3673 }
3674
3675 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3676         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3677 {
3678         return (struct isl_basic_set *)
3679                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3680 }
3681
3682 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3683         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3684 {
3685         int i;
3686
3687         if (!set || !like)
3688                 goto error;
3689         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3690                     goto error);
3691         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3692                 isl_basic_set_free(like);
3693                 return set;
3694         }
3695         set = isl_set_cow(set);
3696         if (!set)
3697                 goto error;
3698         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3699                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3700                                                       isl_basic_set_copy(like));
3701                 if (!set->p[i])
3702                         goto error;
3703         }
3704         isl_dim_free(set->dim);
3705         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3706         if (!set->dim)
3707                 goto error;
3708         isl_basic_set_free(like);
3709         return set;
3710 error:
3711         isl_basic_set_free(like);
3712         isl_set_free(set);
3713         return NULL;
3714 }
3715
3716 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3717 {
3718         int i;
3719
3720         map = isl_map_cow(map);
3721         if (!map)
3722                 return NULL;
3723         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3724         if (!map->dim)
3725                 goto error;
3726
3727         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3728                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3729                                 goto error);
3730         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3731                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3732                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3733                 if (!map->p[i])
3734                         goto error;
3735         }
3736         if (map->n == 0)
3737                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3738         else {
3739                 isl_dim_free(map->dim);
3740                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3741         }
3742         if (!map->dim)
3743                 goto error;
3744         return (struct isl_set *)map;
3745 error:
3746         isl_map_free(map);
3747         return NULL;
3748 }
3749
3750 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3751 {
3752         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3753 }
3754
3755 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3756         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3757 {
3758         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3759         if (!bmap || !dim)
3760                 goto error;
3761
3762         isl_dim_free(bmap->dim);
3763         bmap->dim = dim;
3764
3765         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3766
3767         return bmap;
3768 error:
3769         isl_basic_map_free(bmap);
3770         isl_dim_free(dim);
3771         return NULL;
3772 }
3773
3774 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3775         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3776 {
3777         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3778                                                         dim);
3779 }
3780
3781 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3782         __isl_take isl_dim *dim)
3783 {
3784         int i;
3785
3786         map = isl_map_cow(map);
3787         if (!map || !dim)
3788                 goto error;
3789
3790         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3791                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3792                                                     isl_dim_copy(dim));
3793                 if (!map->p[i])
3794                         goto error;
3795         }
3796         isl_dim_free(map->dim);
3797         map->dim = dim;
3798
3799         return map;
3800 error:
3801         isl_map_free(map);
3802         isl_dim_free(dim);
3803         return NULL;
3804 }
3805
3806 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3807         __isl_take isl_dim *dim)
3808 {
3809         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3810 }
3811
3812 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3813 {
3814         isl_dim *dim;
3815         struct isl_basic_set *domain;
3816         unsigned n_in;
3817         unsigned n_out;
3818
3819         if (!bmap)
3820                 return NULL;
3821         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3822
3823         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3824         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3825         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3826         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3827
3828         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3829
3830         return domain;
3831 }
3832
3833 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3834 {
3835         if (!bmap)
3836                 return -1;
3837         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3838 }
3839
3840 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3841 {
3842         if (!bmap)
3843                 return NULL;
3844         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3845                 return bmap;
3846         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3847 }
3848
3849 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3850         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3851 {
3852         int i, k;
3853         isl_dim *dim;
3854         isl_basic_map *domain;
3855         int nparam, n_in, n_out;
3856         unsigned total;
3857
3858         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3859         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3860         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3861
3862         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3863         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3864
3865         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3866         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3867         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3868
3869         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3870
3871         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3872                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3873                 if (k < 0)
3874                         goto error;
3875                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3876                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3877                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3878         }
3879
3880         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3881         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3882 error:
3883         isl_basic_map_free(bmap);
3884         return NULL;
3885 }
3886
3887 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3888         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3889 {
3890         int i, k;
3891         isl_dim *dim;
3892         isl_basic_map *range;
3893         int nparam, n_in, n_out;
3894         unsigned total;
3895
3896         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3897         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3898         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3899
3900         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3901         range = isl_basic_map_universe(dim);
3902
3903         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3904         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3905         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3906
3907         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3908
3909         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3910                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3911                 if (k < 0)
3912                         goto error;
3913                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3914                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3915                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3916         }
3917
3918         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3919         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3920 error:
3921         isl_basic_map_free(bmap);
3922         return NULL;
3923 }
3924
3925 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3926 {
3927         if (!map)
3928                 return -1;
3929         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3930 }
3931
3932 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3933 {
3934         int i;
3935         struct isl_set *set;
3936
3937         if (!map)
3938                 goto error;
3939         if (isl_map_may_be_set(map))
3940                 return (isl_set *)map;
3941
3942         map = isl_map_cow(map);
3943         if (!map)
3944                 goto error;
3945
3946         set = (struct isl_set *) map;
3947         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3948         if (!set->dim)
3949                 goto error;
3950         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3951                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3952                 if (!set->p[i])
3953                         goto error;
3954         }
3955         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3956         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3957         return set;
3958 error:
3959         isl_map_free(map);
3960         return NULL;
3961 }
3962
3963 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3964 {
3965         int i;
3966         isl_dim *domain_dim;
3967
3968         map = isl_map_cow(map);
3969         if (!map)
3970                 return NULL;
3971
3972         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3973         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3974         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
3975         if (!map->dim)
3976                 goto error;
3977         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3978                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
3979                 if (!map->p[i])
3980                         goto error;
3981         }
3982         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3983         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3984         return map;
3985 error:
3986         isl_map_free(map);
3987         return NULL;
3988 }
3989
3990 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
3991 {
3992         int i;
3993         isl_dim *range_dim;
3994
3995         map = isl_map_cow(map);
3996         if (!map)
3997                 return NULL;
3998
3999         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4000         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4001         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4002         if (!map->dim)
4003                 goto error;
4004         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4005                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4006                 if (!map->p[i])
4007                         goto error;
4008         }
4009         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4010         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4011         return map;
4012 error:
4013         isl_map_free(map);
4014         return NULL;
4015 }
4016
4017 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4018 {
4019         int i;
4020         struct isl_map *map = NULL;
4021
4022         set = isl_set_cow(set);
4023         if (!set || !dim)
4024                 goto error;
4025         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4026         map = (struct isl_map *)set;
4027         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4028                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4029                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4030                 if (!map->p[i])
4031                         goto error;
4032         }
4033         isl_dim_free(map->dim);
4034         map->dim = dim;
4035         return map;
4036 error:
4037         isl_dim_free(dim);
4038         isl_set_free(set);
4039         return NULL;
4040 }
4041
4042 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4043         __isl_take isl_basic_set *bset)
4044 {
4045         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4046 }
4047
4048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4049         __isl_take isl_basic_set *bset)
4050 {
4051         return (isl_basic_map *)bset;
4052 }
4053
4054 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4055 {
4056         return (struct isl_map *)set;
4057 }
4058
4059 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4060 {
4061         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4062 }
4063
4064 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4065         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4066 {
4067         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4068                                          isl_basic_map_from_range(range));
4069 }
4070
4071 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4072         __isl_take isl_set *range)
4073 {
4074         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4075                                    isl_map_from_range(range));
4076 }
4077
4078 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4079 {
4080         int i;
4081         struct isl_set *set = NULL;
4082
4083         if (!map)
4084                 return NULL;
4085         map = isl_map_cow(map);
4086         if (!map)
4087                 return NULL;
4088         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4089         if (!map->dim)
4090                 goto error;
4091         set = (struct isl_set *)map;
4092         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4093                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4094                 if (!set->p[i])
4095                         goto error;
4096         }
4097         return set;
4098 error:
4099         isl_map_free(map);
4100         return NULL;
4101 }
4102
4103 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4104 {
4105         struct isl_map *map;
4106
4107         if (!dim)
4108                 return NULL;
4109         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4110         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4111                         sizeof(struct isl_map) +
4112                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4113         if (!map)
4114                 goto error;
4115
4116         map->ctx = dim->ctx;
4117         isl_ctx_ref(map->ctx);
4118         map->ref = 1;
4119         map->size = n;
4120         map->n = 0;
4121         map->dim = dim;
4122         map->flags = flags;
4123         return map;
4124 error:
4125         isl_dim_free(dim);
4126         return NULL;
4127 }
4128
4129 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4130                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4131                 unsigned flags)
4132 {
4133         struct isl_map *map;
4134         struct isl_dim *dims;
4135
4136         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4137         if (!dims)
4138                 return NULL;
4139
4140         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4141         return map;
4142 }
4143
4144 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4145 {
4146         struct isl_basic_map *bmap;
4147         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4148         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4149         return bmap;
4150 }
4151
4152 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4153 {
4154         struct isl_basic_set *bset;
4155         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4156         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4157         return bset;
4158 }
4159
4160 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4161 {
4162         struct isl_basic_map *bmap;
4163         if (!model)
4164                 return NULL;
4165         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4166         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4167         return bmap;
4168 }
4169
4170 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4171 {
4172         struct isl_basic_map *bmap;
4173         if (!model)
4174                 return NULL;
4175         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4176         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4177         return bmap;
4178 }
4179
4180 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4181 {
4182         struct isl_basic_set *bset;
4183         if (!model)
4184                 return NULL;
4185         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4186         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4187         return bset;
4188 }
4189
4190 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4191 {
4192         struct isl_basic_map *bmap;
4193         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4194         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4195         return bmap;
4196 }
4197
4198 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4199 {
4200         struct isl_basic_set *bset;
4201         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4202         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4203         return bset;
4204 }
4205
4206 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4207 {
4208         int i;
4209         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4210         isl_basic_map *bmap;
4211
4212         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4213         for (i = 0; i < total; ++i) {
4214                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4215                 if (k < 0)
4216                         goto error;
4217                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4218                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4219         }
4220         return bmap;
4221 error:
4222         isl_basic_map_free(bmap);
4223         return NULL;
4224 }
4225
4226 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4227 {
4228         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4229 }
4230
4231 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4232 {
4233         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4234 }
4235
4236 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4237 {
4238         return isl_map_nat_universe(dim);
4239 }
4240
4241 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4242                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4243 {
4244         if (!model)
4245                 return NULL;
4246         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4247 }
4248
4249 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4250 {
4251         if (!model)
4252                 return NULL;
4253         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4254 }
4255
4256 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4257         __isl_keep isl_set *model)
4258 {
4259         if (!model)
4260                 return NULL;
4261         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4262 }
4263
4264 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4265 {
4266         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4267 }
4268
4269 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4270 {
4271         if (!model)
4272                 return NULL;
4273         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4274 }
4275
4276 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4277 {
4278         if (!model)
4279                 return NULL;
4280         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4281 }
4282
4283 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4284 {
4285         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4286 }
4287
4288 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4289 {
4290         if (!model)
4291                 return NULL;
4292         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4293 }
4294
4295 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4296 {
4297         struct isl_map *map;
4298         if (!dim)
4299                 return NULL;
4300         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4301         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4302         return map;
4303 }
4304
4305 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4306 {
4307         struct isl_set *set;
4308         if (!dim)
4309                 return NULL;
4310         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4311         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4312         return set;
4313 }
4314
4315 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4316 {
4317         if (!model)
4318                 return NULL;
4319         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4320 }
4321
4322 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4323 {
4324         int i;
4325         struct isl_map *dup;
4326
4327         if (!map)
4328                 return NULL;
4329         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4330         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4331                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4332         return dup;
4333 }
4334
4335 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4336                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4337 {
4338         if (!bmap || !map)
4339                 goto error;
4340         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4341                 isl_basic_map_free(bmap);
4342                 return map;
4343         }
4344         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4345         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4346         map->p[map->n] = bmap;
4347         map->n++;
4348         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4349         return map;
4350 error:
4351         if (map)
4352                 isl_map_free(map);
4353         if (bmap)
4354                 isl_basic_map_free(bmap);
4355         return NULL;
4356 }
4357
4358 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4359 {
4360         int i;
4361
4362         if (!map)
4363                 return;
4364
4365         if (--map->ref > 0)
4366                 return;
4367
4368         isl_ctx_deref(map->ctx);
4369         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4370                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4371         isl_dim_free(map->dim);
4372         free(map);
4373 }
4374
4375 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4376                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4377 {
4378         int i;
4379
4380         base = isl_map_cow(base);
4381         if (!base)
4382                 return NULL;
4383
4384         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4385         if (!base->dim)
4386                 goto error;
4387         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4388                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4389                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4390                 if (!base->p[i])
4391                         goto error;
4392         }
4393         return base;
4394 error:
4395         isl_map_free(base);
4396         return NULL;
4397 }
4398
4399 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4400                 unsigned nparam, unsigned dim)
4401 {
4402         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4403                                                         nparam, 0, dim);
4404 }
4405
4406 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4407         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4408 {
4409         int j;
4410
4411         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4412         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4413         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4414         if (j < 0)
4415                 goto error;
4416         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4417         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4418         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4419         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4420         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4421 error:
4422         isl_basic_map_free(bmap);
4423         return NULL;
4424 }
4425
4426 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4427         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4428 {
4429         int j;
4430
4431         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4432         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4433         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4434         if (j < 0)
4435                 goto error;
4436         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4437         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4438         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4439         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4440         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4441 error:
4442         isl_basic_map_free(bmap);
4443         return NULL;
4444 }
4445
4446 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4447                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4448 {
4449         if (!bmap)
4450                 return NULL;
4451         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4452         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4453                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4454 error:
4455         isl_basic_map_free(bmap);
4456         return NULL;
4457 }
4458
4459 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4460                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4461 {
4462         if (!bmap)
4463                 return NULL;
4464         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4465         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4466                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4467 error:
4468         isl_basic_map_free(bmap);
4469         return NULL;
4470 }
4471
4472 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4473                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4474 {
4475         return (struct isl_basic_set *)
4476                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4477                                         type, pos, value);
4478 }
4479
4480 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4481                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4482 {
4483         return (struct isl_basic_set *)
4484                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4485                                         type, pos, value);
4486 }
4487
4488 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4489                 unsigned input, int value)
4490 {
4491         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4492 }
4493
4494 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4495                 unsigned dim, int value)
4496 {
4497         return (struct isl_basic_set *)
4498                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4499                                         isl_dim_set, dim, value);
4500 }
4501
4502 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4503                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4504 {
4505         int i;
4506
4507         map = isl_map_cow(map);
4508         if (!map)
4509                 return NULL;
4510
4511         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4512         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4513                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4514                 if (!map->p[i])
4515                         goto error;
4516         }
4517         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4518         return map;
4519 error:
4520         isl_map_free(map);
4521         return NULL;
4522 }
4523
4524 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4525                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4526 {
4527         return (struct isl_set *)
4528                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4529 }
4530
4531 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4532                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4533 {
4534         int i;
4535
4536         map = isl_map_cow(map);
4537         if (!map)
4538                 return NULL;
4539
4540         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4541         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4542                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4543                 if (!map->p[i])
4544                         goto error;
4545         }
4546         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4547         return map;
4548 error:
4549         isl_map_free(map);
4550         return NULL;
4551 }
4552
4553 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4554                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4555 {
4556         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4557 }
4558
4559 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4560                 unsigned input, int value)
4561 {
4562         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4563 }
4564
4565 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4566 {
4567         return (struct isl_set *)
4568                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4569 }
4570
4571 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4572                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4573                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4574 {
4575         int j;
4576
4577         if (!bmap)
4578                 return NULL;
4579         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4580         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4581         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4582         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4583         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4584         if (j < 0)
4585                 goto error;
4586         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4587         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4588         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4589         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4590         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4591 error:
4592         isl_basic_map_free(bmap);
4593         return NULL;
4594 }
4595
4596 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4597         unsigned dim, isl_int value)
4598 {
4599         int j;
4600
4601         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4602         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4603         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4604         if (j < 0)
4605                 goto error;
4606         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4607         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4608         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4609         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4610         return isl_basic_set_finalize(bset);
4611 error:
4612         isl_basic_set_free(bset);
4613         return NULL;
4614 }
4615
4616 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4617                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4618 {
4619         int i;
4620
4621         map = isl_map_cow(map);
4622         if (!map)
4623                 return NULL;
4624
4625         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4626         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4627                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4628                                                          type, pos, value);
4629                 if (!map->p[i])
4630                         goto error;
4631         }
4632         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4633         return map;
4634 error:
4635         isl_map_free(map);
4636         return NULL;
4637 }
4638
4639 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4640                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4641 {
4642         return (struct isl_set *)
4643                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4644 }
4645
4646 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4647                                         isl_int value)
4648 {
4649         int i;
4650
4651         set = isl_set_cow(set);
4652         if (!set)
4653                 return NULL;
4654
4655         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4656         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4657                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4658                 if (!set->p[i])
4659                         goto error;
4660         }
4661         return set;
4662 error:
4663         isl_set_free(set);
4664         return NULL;
4665 }
4666
4667 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4668 {
4669         int i;
4670
4671         map = isl_map_cow(map);
4672         if (!map)
4673                 return NULL;
4674
4675         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4676         if (!map->dim)
4677                 goto error;
4678         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4679                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4680                 if (!map->p[i])
4681                         goto error;
4682         }
4683         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4684         return map;
4685 error:
4686         isl_map_free(map);
4687         return NULL;
4688 }
4689
4690 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4691                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4692                 struct isl_set **empty, int max)
4693 {
4694         if (!bmap)
4695                 goto error;
4696         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4697                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4698         else
4699                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4700 error:
4701         isl_basic_map_free(bmap);
4702         isl_basic_set_free(dom);
4703         if (empty)
4704                 *empty = NULL;
4705         return NULL;
4706 }
4707
4708 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4709                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4710                 struct isl_set **empty)
4711 {
4712         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4713 }
4714
4715 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4716                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4717                 struct isl_set **empty)
4718 {
4719         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4720 }
4721
4722 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4723                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4724                 struct isl_set **empty)
4725 {
4726         return (struct isl_set *)
4727                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4728                         dom, empty);
4729 }
4730
4731 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4732                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4733                 struct isl_set **empty)
4734 {
4735         return (struct isl_set *)
4736                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4737                         dom, empty);
4738 }
4739
4740 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4741  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4742  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4743  *
4744  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4745  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4746  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4747  * domain down into the parametric integer programming.
4748  */
4749 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4750                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4751                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4752 {
4753         int i;
4754         struct isl_map *res;
4755
4756         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4757         if (!dom)
4758                 goto error;
4759
4760         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4761                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4762                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4763                 isl_set_free(dom);
4764                 isl_basic_map_free(bmap);
4765                 return res;
4766         }
4767
4768         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4769                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4770
4771         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4772                 struct isl_map *res_i;
4773                 struct isl_set *empty_i;
4774
4775                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4776                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4777
4778                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4779                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4780         }
4781
4782         isl_set_free(dom);
4783         isl_basic_map_free(bmap);
4784         return res;
4785 error:
4786         *empty = NULL;
4787         isl_set_free(dom);
4788         isl_basic_map_free(bmap);
4789         return NULL;
4790 }
4791
4792 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4793  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4794  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4795  *
4796  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4797  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4798  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4799  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4800  * improve both "res" and "todo".
4801  *
4802  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4803  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4804  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4805  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4806  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4807  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4808  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4809  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4810  * for the ith basic map, i.e.,
4811  *
4812  *      todo^i = todo^k * todo_i
4813  *
4814  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4815  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4816  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4817  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4818  * the lexicographic order.)
4819  * In practice, we compute
4820  *
4821  *      res^k * (res_i . "<=")
4822  *
4823  * and
4824  *
4825  *      res_i * (res^k . "<")
4826  *
4827  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4828  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4829  * that one, i.e.,
4830  *
4831  *      res^k * todo_i
4832  * and
4833  *      res_i * todo^k
4834  *
4835  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4836  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4837  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4838  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4839  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4840  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4841  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4842  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4843  * the previous basic maps.
4844  */
4845 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4846                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4847                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4848 {
4849         int i;
4850         struct isl_map *res;
4851         struct isl_set *todo;
4852
4853         if (!map || !dom)
4854                 goto error;
4855
4856         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4857                 if (empty)
4858                         *empty = dom;
4859                 else
4860                         isl_set_free(dom);
4861                 return map;
4862         }
4863
4864         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4865                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4866
4867         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4868                 isl_map *lt, *le;
4869                 isl_map *res_i;
4870                 isl_set *todo_i;
4871                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4872
4873                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4874                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4875
4876                 if (max) {
4877                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4878                         le = isl_map_lex_le(dim);
4879                 } else {
4880                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4881                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4882                 }
4883                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4884                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4885                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4886                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4887
4888                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4889                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4890                                                         isl_set_copy(todo_i));
4891                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4892                                                         isl_set_copy(todo));
4893                 }
4894
4895                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4896                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4897                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4898
4899                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4900         }
4901
4902         isl_set_free(dom);
4903         isl_map_free(map);
4904
4905         if (empty)
4906                 *empty = todo;
4907         else
4908                 isl_set_free(todo);
4909
4910         return res;
4911 error:
4912         if (empty)
4913                 *empty = NULL;
4914         isl_set_free(dom);
4915         isl_map_free(map);
4916         return NULL;
4917 }
4918
4919 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4920                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4921                 __isl_give isl_set **empty)
4922 {
4923         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4924 }
4925
4926 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4927                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4928                 __isl_give isl_set **empty)
4929 {
4930         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4931 }
4932
4933 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4934                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4935                 __isl_give isl_set **empty)
4936 {
4937         return (struct isl_set *)
4938                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4939                         dom, empty);
4940 }
4941
4942 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4943                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4944                 __isl_give isl_set **empty)
4945 {
4946         return (struct isl_set *)
4947                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4948                         dom, empty);
4949 }
4950
4951 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4952 {
4953         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4954         struct isl_dim *dom_dim;
4955
4956         if (!bmap)
4957                 goto error;
4958         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4959         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4960         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4961 error:
4962         isl_basic_map_free(bmap);
4963         return NULL;
4964 }
4965
4966 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4967 {
4968         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4969 }
4970
4971 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4972 {
4973         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4974 }
4975
4976 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4977 {
4978         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4979 }
4980
4981 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4982 {
4983         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4984 }
4985
4986 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4987 {
4988         struct isl_set *dom = NULL;
4989         struct isl_dim *dom_dim;
4990
4991         if (!map)
4992                 goto error;
4993         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
4994         dom = isl_set_universe(dom_dim);
4995         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
4996 error:
4997         isl_map_free(map);
4998         return NULL;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5002 {
5003         return isl_map_lexopt(map, 0);
5004 }
5005
5006 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5007 {
5008         return isl_map_lexopt(map, 1);
5009 }
5010
5011 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5012 {
5013         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5014 }
5015
5016 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5017 {
5018         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5019 }
5020
5021 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5022  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5023  */
5024 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5025         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5026 {
5027         unsigned nparam;
5028
5029         if (!bset || !mat)
5030                 goto error;
5031
5032         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5033         if (!bset->dim)
5034                 goto error;
5035
5036         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5037
5038         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5039
5040         bset->dim->nparam = 0;
5041         bset->dim->n_out = nparam;
5042         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5043         if (bset) {
5044                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5045                 bset->dim->n_out = 0;
5046         }
5047         return bset;
5048 error:
5049         isl_mat_free(mat);
5050         isl_basic_set_free(bset);
5051         return NULL;
5052 }
5053
5054 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5055  * set is assumed to have only parameters and divs.
5056  */
5057 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5058         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5059 {
5060         struct isl_dim *dim = NULL;
5061         unsigned nparam;
5062
5063         if (!set || !mat)
5064                 goto error;
5065
5066         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5067         dim = isl_dim_cow(dim);
5068         if (!dim)
5069                 goto error;
5070
5071         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5072
5073         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5074
5075         dim->nparam = 0;
5076         dim->n_out = nparam;
5077         isl_set_reset_dim(set, dim);
5078         set = isl_set_preimage(set, mat);
5079         if (!set)
5080                 goto error2;
5081         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5082         dim = isl_dim_cow(dim);
5083         if (!dim)
5084                 goto error2;
5085         dim->nparam = dim->n_out;
5086         dim->n_out = 0;
5087         isl_set_reset_dim(set, dim);
5088         return set;
5089 error:
5090         isl_dim_free(dim);
5091         isl_mat_free(mat);
5092 error2:
5093         isl_set_free(set);
5094         return NULL;
5095 }
5096
5097 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5098  * equalities in "eq".
5099  */
5100 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5101         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5102 {
5103         int i, k;
5104         unsigned len;
5105
5106         if (!bset || !eq)
5107                 goto error;
5108
5109         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5110                                         eq->n_row, 0);
5111         if (!bset)
5112                 goto error;
5113
5114         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5115         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5116                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5117                 if (k < 0)
5118                         goto error;
5119                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5120                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5121         }
5122         isl_mat_free(eq);
5123
5124         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5125         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5126
5127         return bset;
5128 error:
5129         isl_mat_free(eq);
5130         isl_basic_set_free(bset);
5131         return NULL;
5132 }
5133
5134 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5135  * equalities in "eq".
5136  */
5137 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5138         struct isl_mat *eq)
5139 {
5140         int i;
5141
5142         if (!set || !eq)
5143                 goto error;
5144
5145         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5146                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5147                                         isl_mat_copy(eq));
5148                 if (!set->p[i])
5149                         goto error;
5150         }
5151         isl_mat_free(eq);
5152         return set;
5153 error:
5154         isl_mat_free(eq);
5155         isl_set_free(set);
5156         return NULL;
5157 }
5158
5159 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5160  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5161  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5162  * The output has the same parameters, but only
5163  * explicit existentially quantified variables.
5164  *
5165  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5166  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5167  * among the parameters by performing a variable compression on
5168  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5169  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5170  */
5171 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5172 {
5173         int i, j;
5174         struct isl_mat *eq;
5175         struct isl_mat *T, *T2;
5176         struct isl_set *set;
5177         unsigned nparam, n_div;
5178
5179         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5180         if (!bset)
5181                 return NULL;
5182
5183         if (bset->n_eq == 0)
5184                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5185
5186         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5187
5188         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5189         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5190
5191         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5192                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5193                         ++i;
5194         }
5195         if (i == bset->n_eq)
5196                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5197
5198         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5199                 0, 1 + nparam);
5200         eq = isl_mat_cow(eq);
5201         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5202         if (T && T->n_col == 0) {
5203                 isl_mat_free(T);
5204                 isl_mat_free(T2);
5205                 isl_mat_free(eq);
5206                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5207                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5208         }
5209         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5210
5211         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5212         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5213         set = set_append_equalities(set, eq);
5214         return set;
5215 }
5216
5217 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5218  * quantified variables.
5219  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5220  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5221  * no input or output dimensions and the dimension specification
5222  * is reset to that of the input.
5223  */
5224 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5225 {
5226         struct isl_basic_set *bset;
5227         struct isl_set *set;
5228         struct isl_map *map;
5229         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5230         unsigned         nparam;
5231         unsigned         n_in;
5232         unsigned         n_out;
5233
5234         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5235         if (!bmap)
5236                 return NULL;
5237
5238         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5239         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5240         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5241         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5242         if (!dim)
5243                 goto error;
5244
5245         orig_dim = bmap->dim;
5246         bmap->dim = dim;
5247         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5248
5249         set = parameter_compute_divs(bset);
5250         map = (struct isl_map *)set;
5251         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5252
5253         return map;
5254 error:
5255         isl_basic_map_free(bmap);
5256         return NULL;
5257 }
5258
5259 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5260 {
5261         int i;
5262         unsigned off;
5263
5264         if (!bmap)
5265                 return -1;
5266
5267         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5268         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5269                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5270                         return 0;
5271                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5272                                 return -1);
5273         }
5274         return 1;
5275 }
5276
5277 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5278 {
5279         int i;
5280
5281         if (!map)
5282                 return -1;
5283
5284         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5285                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
5286                 if (known <= 0)
5287                         return known;
5288         }
5289
5290         return 1;
5291 }
5292
5293 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5294  * expressions for them.  However, this computation may be
5295  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5296  * strictly needed.
5297  */
5298 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5299 {
5300         int known;
5301         struct isl_map *map;
5302
5303         known = basic_map_divs_known(bmap);
5304         if (known < 0)
5305                 goto error;
5306         if (known)
5307                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5308
5309         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5310
5311         known = basic_map_divs_known(bmap);
5312         if (known < 0)
5313                 goto error;
5314         if (known)
5315                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5316
5317         map = compute_divs(bmap);
5318         return map;
5319 error:
5320         isl_basic_map_free(bmap);
5321         return NULL;
5322 }
5323
5324 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5325 {
5326         int i;
5327         int known;
5328         struct isl_map *res;
5329
5330         if (!map)
5331                 return NULL;
5332         if (map->n == 0)
5333                 return map;
5334
5335         known = map_divs_known(map);
5336         if (known < 0) {
5337                 isl_map_free(map);
5338                 return NULL;
5339         }
5340         if (known)
5341                 return map;
5342
5343         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5344         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5345                 struct isl_map *r2;
5346                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5347                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5348                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5349                 else
5350                         res = isl_map_union(res, r2);
5351         }
5352         isl_map_free(map);
5353
5354         return res;
5355 }
5356
5357 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5358 {
5359         return (struct isl_set *)
5360                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5361 }
5362
5363 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5364 {
5365         return (struct isl_set *)
5366                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5367 }
5368
5369 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5370 {
5371         int i;
5372         struct isl_set *set;
5373
5374         if (!map)
5375                 goto error;
5376
5377         map = isl_map_cow(map);
5378         if (!map)
5379                 return NULL;
5380
5381         set = (struct isl_set *)map;
5382         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5383         if (!set->dim)
5384                 goto error;
5385         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5386                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5387                 if (!set->p[i])
5388                         goto error;
5389         }
5390         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5391         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5392         return set;
5393 error:
5394         isl_map_free(map);
5395         return NULL;
5396 }
5397
5398 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5399                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5400 {
5401         int i;
5402         unsigned flags = 0;
5403         struct isl_map *map = NULL;
5404
5405         if (!map1 || !map2)
5406                 goto error;
5407
5408         if (map1->n == 0) {
5409                 isl_map_free(map1);
5410                 return map2;
5411         }
5412         if (map2->n == 0) {
5413                 isl_map_free(map2);
5414                 return map1;
5415         }
5416
5417         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5418
5419         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5420             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5421                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5422
5423         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5424                                 map1->n + map2->n, flags);
5425         if (!map)
5426                 goto error;
5427         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5428                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5429                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5430                 if (!map)
5431                         goto error;
5432         }
5433         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5434                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5435                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5436                 if (!map)
5437                         goto error;
5438         }
5439         isl_map_free(map1);
5440         isl_map_free(map2);
5441         return map;
5442 error:
5443         isl_map_free(map);
5444         isl_map_free(map1);
5445         isl_map_free(map2);
5446         return NULL;
5447 }
5448
5449 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5450 {
5451         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5452         if (!map1)
5453                 return NULL;
5454         if (map1->n > 1)
5455                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5456         return map1;
5457 }
5458
5459 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5460                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5461 {
5462         return (struct isl_set *)
5463                 isl_map_union_disjoint(
5464                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5465 }
5466
5467 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5468 {
5469         return (struct isl_set *)
5470                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5471 }
5472
5473 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5474                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5475 {
5476         unsigned flags = 0;
5477         struct isl_map *result;
5478         int i, j;
5479
5480         if (!map || !set)
5481                 goto error;
5482
5483         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5484                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5485                         "parameters don't match", goto error);
5486
5487         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5488             !isl_map_compatible_range(map, set))
5489                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5490                         "incompatible spaces", goto error);
5491
5492         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5493                 isl_set_free(set);
5494                 return map;
5495         }
5496
5497         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5498             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5499                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5500
5501         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5502                                         map->n * set->n, flags);
5503         if (!result)
5504                 goto error;
5505         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5506                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5507                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5508                             isl_basic_map_intersect_range(
5509                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5510                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5511                         if (!result)
5512                                 goto error;
5513                 }
5514         isl_map_free(map);
5515         isl_set_free(set);
5516         return result;
5517 error:
5518         isl_map_free(map);
5519         isl_set_free(set);
5520         return NULL;
5521 }
5522
5523 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5524                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5525 {
5526         return isl_map_reverse(
5527                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5528 }
5529
5530 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5531                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5532 {
5533         if (!map1 || !map2)
5534                 goto error;
5535         map1 = isl_map_reverse(map1);
5536         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5537         return isl_map_reverse(map1);
5538 error:
5539         isl_map_free(map1);
5540         isl_map_free(map2);
5541         return NULL;
5542 }
5543
5544 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5545                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5546 {
5547         struct isl_dim *dim_result;
5548         struct isl_map *result;
5549         int i, j;
5550
5551         if (!map1 || !map2)
5552                 goto error;
5553
5554         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5555                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5556
5557         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5558         if (!result)
5559                 goto error;
5560         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5561                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5562                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5563                             isl_basic_map_apply_range(
5564                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5565                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5566                         if (!result)
5567                                 goto error;
5568                 }
5569         isl_map_free(map1);
5570         isl_map_free(map2);
5571         if (result && result->n <= 1)
5572                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5573         return result;
5574 error:
5575         isl_map_free(map1);
5576         isl_map_free(map2);
5577         return NULL;
5578 }
5579
5580 /*
5581  * returns range - domain
5582  */
5583 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5584 {
5585         isl_dim *dims, *target_dim;
5586         struct isl_basic_set *bset;
5587         unsigned dim;
5588         unsigned nparam;
5589         int i;
5590
5591         if (!bmap)
5592                 goto error;
5593         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5594                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5595                    goto error);
5596         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5597         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5598         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5599         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5600         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5601         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5602         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5603         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5604         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5605         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5606                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5607                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5608                 if (j < 0)
5609                         goto error;
5610                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5611                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5612                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5613                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5614         }
5615         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5616         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5617         return bset;
5618 error:
5619         isl_basic_map_free(bmap);
5620         return NULL;
5621 }
5622
5623 /*
5624  * returns range - domain
5625  */
5626 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5627 {
5628         int i;
5629         isl_dim *dim;
5630         struct isl_set *result;
5631
5632         if (!map)
5633                 return NULL;
5634
5635         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5636                                                  map->dim, isl_dim_out),
5637                    goto error);
5638         dim = isl_map_get_dim(map);
5639         dim = isl_dim_domain(dim);
5640         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5641         if (!result)
5642                 goto error;
5643         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5644                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5645                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5646         isl_map_free(map);
5647         return result;
5648 error:
5649         isl_map_free(map);
5650         return NULL;
5651 }
5652
5653 /*
5654  * returns [domain -> range] -> range - domain
5655  */
5656 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5657         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5658 {
5659         int i, k;
5660         isl_dim *dim;
5661         isl_basic_map *domain;
5662         int nparam, n;
5663         unsigned total;
5664
5665         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5666                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5667                         "domain and range don't match", goto error);
5668
5669         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5670         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5671
5672         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5673         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5674
5675         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5676         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5677         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5678
5679         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5680
5681         for (i = 0; i < n; ++i) {
5682                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5683                 if (k < 0)
5684                         goto error;
5685                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5686                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5687                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5688                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5689         }
5690
5691         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5692         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5693 error:
5694         isl_basic_map_free(bmap);
5695         return NULL;
5696 }
5697
5698 /*
5699  * returns [domain -> range] -> range - domain
5700  */
5701 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5702 {
5703         int i;
5704         isl_dim *domain_dim;
5705
5706         if (!map)
5707                 return NULL;
5708
5709         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5710                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5711                         "domain and range don't match", goto error);
5712
5713         map = isl_map_cow(map);
5714         if (!map)
5715                 return NULL;
5716
5717         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5718         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5719         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5720         if (!map->dim)
5721                 goto error;
5722         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5723                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5724                 if (!map->p[i])
5725                         goto error;
5726         }
5727         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5728         return map;
5729 error:
5730         isl_map_free(map);
5731         return NULL;
5732 }
5733
5734 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5735 {
5736         struct isl_basic_map *bmap;
5737         unsigned nparam;
5738         unsigned dim;
5739         int i;
5740
5741         if (!dims)
5742                 return NULL;
5743
5744         nparam = dims->nparam;
5745         dim = dims->n_out;
5746         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5747         if (!bmap)
5748                 goto error;
5749
5750         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5751                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5752                 if (j < 0)
5753                         goto error;
5754                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5755                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5756                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5757         }
5758         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5759 error:
5760         isl_basic_map_free(bmap);
5761         return NULL;
5762 }
5763
5764 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5765 {
5766         if (!dim)
5767                 return NULL;
5768         if (dim->n_in != dim->n_out)
5769                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5770                         "number of input and output dimensions needs to be "
5771                         "the same", goto error);
5772         return basic_map_identity(dim);
5773 error:
5774         isl_dim_free(dim);
5775         return NULL;
5776 }
5777
5778 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5779 {
5780         if (!model || !model->dim)
5781                 return NULL;
5782         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5783 }
5784
5785 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5786 {
5787         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5788 }
5789
5790 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5791 {
5792         if (!model || !model->dim)
5793                 return NULL;
5794         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5795 }
5796
5797 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5798 {
5799         if (!model || !model->dim)
5800                 return NULL;
5801         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5802 }
5803
5804 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5805 {
5806         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5807         isl_map *id;
5808         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5809         return isl_map_intersect_range(id, set);
5810 }
5811
5812 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5813  * values.
5814  */
5815 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5816 {
5817         int i;
5818         unsigned nparam;
5819         unsigned dim;
5820         struct isl_basic_set *bset;
5821
5822         if (!dims)
5823                 return NULL;
5824         nparam = dims->nparam;
5825         dim = dims->n_out;
5826         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5827         if (!bset)
5828                 return NULL;
5829         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5830                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5831                 if (k < 0)
5832                         goto error;
5833                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5834                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5835         }
5836         return bset;
5837 error:
5838         isl_basic_set_free(bset);
5839         return NULL;
5840 }
5841
5842 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5843  */
5844 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5845         int pos)
5846 {
5847         int k;
5848         isl_basic_set *nonneg;
5849
5850         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5851         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5852         if (k < 0)
5853                 goto error;
5854         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5855         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
5856
5857         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
5858 error:
5859         isl_basic_set_free(nonneg);
5860         return NULL;
5861 }
5862
5863 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
5864  */
5865 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
5866 {
5867         int k;
5868         isl_basic_set *neg;
5869
5870         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5871         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5872         if (k < 0)
5873                 goto error;
5874         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5875         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5876         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
5877
5878         return isl_basic_set_finalize(neg);
5879 error:
5880         isl_basic_set_free(neg);
5881         return NULL;
5882 }
5883
5884 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5885         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5886 {
5887         int i;
5888         isl_basic_set *nonneg;
5889         isl_basic_set *neg;
5890
5891         if (!set)
5892                 return NULL;
5893         if (n == 0)
5894                 return set;
5895
5896         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5897
5898         for (i = 0; i < n; ++i) {
5899                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5900                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5901                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5902                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5903
5904                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5905         }
5906
5907         return set;
5908 error:
5909         isl_set_free(set);
5910         return NULL;
5911 }
5912
5913 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
5914         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5915         void *user)
5916 {
5917         isl_set *half;
5918
5919         if (!set)
5920                 return -1;
5921         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
5922                 isl_set_free(set);
5923                 return 0;
5924         }
5925         if (first == len)
5926                 return fn(set, signs, user);
5927
5928         signs[first] = 1;
5929         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5930                                                         1 + first));
5931         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
5932         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
5933                 goto error;
5934
5935         signs[first] = -1;
5936         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5937                                                         1 + first));
5938         half = isl_set_intersect(half, set);
5939         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
5940 error:
5941         isl_set_free(set);
5942         return -1;
5943 }
5944
5945 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
5946  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
5947  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
5948  * to the sign of the corresponding variable.
5949  */
5950 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
5951         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5952         void *user)
5953 {
5954         unsigned nparam;
5955         unsigned nvar;
5956         int *signs;
5957         int r;
5958
5959         if (!set)
5960                 return -1;
5961         if (isl_set_plain_is_empty(set))
5962                 return 0;
5963
5964         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5965         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
5966
5967         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
5968
5969         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
5970                             fn, user);
5971
5972         free(signs);
5973
5974         return r;
5975 }
5976
5977 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5978 {
5979         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5980 }
5981
5982 int isl_basic_map_is_subset(
5983                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5984 {
5985         int is_subset;
5986         struct isl_map *map1;
5987         struct isl_map *map2;
5988
5989         if (!bmap1 || !bmap2)
5990                 return -1;
5991
5992         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
5993         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
5994
5995         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5996
5997         isl_map_free(map1);
5998         isl_map_free(map2);
5999
6000         return is_subset;
6001 }
6002
6003 int isl_basic_map_is_equal(
6004                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6005 {
6006         int is_subset;
6007
6008         if (!bmap1 || !bmap2)
6009                 return -1;
6010         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6011         if (is_subset != 1)
6012                 return is_subset;
6013         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6014         return is_subset;
6015 }
6016
6017 int isl_basic_set_is_equal(
6018                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6019 {
6020         return isl_basic_map_is_equal(
6021                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6022 }
6023
6024 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6025 {
6026         int i;
6027         int is_empty;
6028
6029         if (!map)
6030                 return -1;
6031         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6032                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6033                 if (is_empty < 0)
6034                         return -1;
6035                 if (!is_empty)
6036                         return 0;
6037         }
6038         return 1;
6039 }
6040
6041 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6042 {
6043         return map ? map->n == 0 : -1;
6044 }
6045
6046 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6047 {
6048         return isl_map_plain_is_empty(map);
6049 }
6050
6051 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6052 {
6053         return set ? set->n == 0 : -1;
6054 }
6055
6056 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6057 {
6058         return isl_set_plain_is_empty(set);
6059 }
6060
6061 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6062 {
6063         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6064 }
6065
6066 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6067 {
6068         if (!map1 || !map2)
6069                 return -1;
6070
6071         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6072 }
6073
6074 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6075 {
6076         if (!set1 || !set2)
6077                 return -1;
6078
6079         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6080 }
6081
6082 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6083 {
6084         int is_subset;
6085
6086         if (!map1 || !map2)
6087                 return -1;
6088         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6089         if (is_subset != 1)
6090                 return is_subset;
6091         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6092         return is_subset;
6093 }
6094
6095 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6096                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6097 {
6098         int is_subset;
6099
6100         if (!bmap1 || !bmap2)
6101                 return -1;
6102         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6103         if (is_subset != 1)
6104                 return is_subset;
6105         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6106         if (is_subset == -1)
6107                 return is_subset;
6108         return !is_subset;
6109 }
6110
6111 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6112 {
6113         int is_subset;
6114
6115         if (!map1 || !map2)
6116                 return -1;
6117         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6118         if (is_subset != 1)
6119                 return is_subset;
6120         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6121         if (is_subset == -1)
6122                 return is_subset;
6123         return !is_subset;
6124 }
6125
6126 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6127 {
6128         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6129 }
6130
6131 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6132 {
6133         if (!bmap)
6134                 return -1;
6135         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6136 }
6137
6138 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6139 {
6140         if (!bset)
6141                 return -1;
6142         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6143 }
6144
6145 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6146 {
6147         int i;
6148
6149         if (!map)
6150                 return -1;
6151
6152         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6153                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6154                 if (r < 0 || r)
6155                         return r;
6156         }
6157
6158         return 0;
6159 }
6160
6161 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6162 {
6163         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6164 }
6165
6166 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6167 {
6168         return isl_set_plain_is_universe(set);
6169 }
6170
6171 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6172 {
6173         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6174         struct isl_vec *sample = NULL;
6175         int empty;
6176         unsigned total;
6177
6178         if (!bmap)
6179                 return -1;
6180
6181         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6182                 return 1;
6183
6184         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6185                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6186                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6187                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6188                 isl_basic_map_free(copy);
6189                 return empty;
6190         }
6191
6192         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6193         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6194                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6195                 if (contains < 0)
6196                         return -1;
6197                 if (contains)
6198                         return 0;
6199         }
6200         isl_vec_free(bmap->sample);
6201         bmap->sample = NULL;
6202         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6203         if (!bset)
6204                 return -1;
6205         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6206         if (!sample)
6207                 return -1;
6208         empty = sample->size == 0;
6209         isl_vec_free(bmap->sample);
6210         bmap->sample = sample;
6211         if (empty)
6212                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6213
6214         return empty;
6215 }
6216
6217 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6218 {
6219         if (!bmap)
6220                 return -1;
6221         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6222 }
6223
6224 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6225 {
6226         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6227 }
6228
6229 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6230 {
6231         if (!bset)
6232                 return -1;
6233         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6234 }
6235
6236 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6237 {
6238         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6239 }
6240
6241 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6242 {
6243         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6244 }
6245
6246 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6247         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6248 {
6249         struct isl_map *map;
6250         if (!bmap1 || !bmap2)
6251                 return NULL;
6252
6253         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6254
6255         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6256         if (!map)
6257                 goto error;
6258         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6259         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6260         return map;
6261 error:
6262         isl_basic_map_free(bmap1);
6263         isl_basic_map_free(bmap2);
6264         return NULL;
6265 }
6266
6267 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6268                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6269 {
6270         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6271                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6272                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6273 }
6274
6275 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6276 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6277 {
6278         int i;
6279         unsigned off;
6280
6281         if (!bmap)
6282                 return NULL;
6283
6284         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6285
6286         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6287                 int pos;
6288                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6289                         continue;
6290                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6291                                                             bmap->n_div-i);
6292                 if (pos == -1)
6293                         continue;
6294                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6295                 --i;
6296         }
6297         return bmap;
6298 }
6299
6300 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6301 {
6302         return (struct isl_basic_set *)
6303                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6304 }
6305
6306 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6307 {
6308         int i;
6309
6310         if (!map)
6311                 return 0;
6312
6313         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6314                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6315                 if (!map->p[i])
6316                         goto error;
6317         }
6318
6319         return map;
6320 error:
6321         isl_map_free(map);
6322         return NULL;
6323 }
6324
6325 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6326  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6327  * list of divs is given by "div".
6328  */
6329 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6330         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6331 {
6332         int i, j;
6333         int n_div;
6334
6335         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6336         if (!bset || !div)
6337                 goto error;
6338
6339         if (div->n_row < bset->n_div)
6340                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6341                         "not an expansion", goto error);
6342
6343         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6344                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6345                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6346
6347         n_div = bset->n_div;
6348         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6349                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6350                         goto error;
6351
6352         j = n_div - 1;
6353         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6354                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6355                         if (i != j)
6356                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6357                         j--;
6358                 } else {
6359                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6360                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6361                                 goto error;
6362                 }
6363         }
6364
6365         isl_mat_free(div);
6366         return bset;
6367 error:
6368         isl_basic_set_free(bset);
6369         isl_mat_free(div);
6370         return NULL;
6371 }
6372
6373 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6374  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6375  *
6376  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6377  * of the corresponding div in dst otherwise.
6378  */
6379 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6380                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6381 {
6382         int i;
6383
6384         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6385
6386         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6387         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6388                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6389                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6390                                                 dst->n_div - div) == -1)
6391                         return i;
6392         return -1;
6393 }
6394
6395 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6396                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6397 {
6398         int i;
6399         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6400
6401         if (!dst || !src)
6402                 goto error;
6403
6404         if (src->n_div == 0)
6405                 return dst;
6406
6407         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6408                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6409
6410         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6411         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6412         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6413                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6414         if (!dst)
6415                 return NULL;
6416         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6417                 int j = find_div(dst, src, i);
6418                 if (j < 0) {
6419                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6420                         if (j < 0)
6421                                 goto error;
6422                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6423                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6424                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6425                                 goto error;
6426                 }
6427                 if (j != i)
6428                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6429         }
6430         return dst;
6431 error:
6432         isl_basic_map_free(dst);
6433         return NULL;
6434 }
6435
6436 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6437                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6438 {
6439         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6440                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6441 }
6442
6443 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6444 {
6445         int i;
6446
6447         if (!map)
6448                 return NULL;
6449         if (map->n == 0)
6450                 return map;
6451         map = isl_map_compute_divs(map);
6452         map = isl_map_cow(map);
6453         if (!map)
6454                 return NULL;
6455
6456         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6457                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6458         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6459                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6460
6461         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6462         return map;
6463 }
6464
6465 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6466 {
6467         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6468 }
6469
6470 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6471 {
6472         if (!set || !map)
6473                 goto error;
6474         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6475         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6476         set = isl_map_range(map);
6477         return set;
6478 error:
6479         isl_set_free(set);
6480         isl_map_free(map);
6481         return NULL;
6482 }
6483
6484 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6485  * the meaning of the set.
6486  */
6487 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6488 {
6489         int i;
6490
6491         if (!map)
6492                 return NULL;
6493
6494         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6495                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6496                         continue;
6497                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6498                 if (i != map->n-1) {
6499                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6500                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6501                 }
6502                 map->n--;
6503         }
6504
6505         return map;
6506 }
6507
6508 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6509 {
6510         return (struct isl_set *)
6511                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6512 }
6513
6514 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6515 {
6516         struct isl_basic_map *bmap;
6517         if (!map || map->n == 0)
6518                 return NULL;
6519         bmap = map->p[map->n-1];
6520         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6521         return isl_basic_map_copy(bmap);
6522 }
6523
6524 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6525 {
6526         return (struct isl_basic_set *)
6527                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6528 }
6529
6530 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6531                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6532 {
6533         int i;
6534
6535         if (!map || !bmap)
6536                 goto error;
6537         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6538                 if (map->p[i] != bmap)
6539                         continue;
6540                 map = isl_map_cow(map);
6541                 if (!map)
6542                         goto error;
6543                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6544                 if (i != map->n-1) {
6545                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6546                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6547                 }
6548                 map->n--;
6549                 return map;
6550         }
6551         return map;
6552 error:
6553         isl_map_free(map);
6554         return NULL;
6555 }
6556
6557 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6558                                                 struct isl_basic_set *bset)
6559 {
6560         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6561                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6562 }
6563
6564 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6565  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6566  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6567  */
6568 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6569         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6570         int pos, isl_int *opt)
6571 {
6572         struct isl_dim *dims;
6573         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6574         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6575         struct isl_ctx *ctx;
6576         struct isl_vec *obj;
6577         unsigned total;
6578         unsigned nparam;
6579         unsigned dim1, dim2;
6580         enum isl_lp_result res;
6581
6582         if (!bset1 || !bset2)
6583                 return isl_lp_error;
6584
6585         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6586         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6587         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6588         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6589         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6590         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6591         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6592         if (!bmap1 || !bmap2)
6593                 goto error;
6594         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6595         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6596                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6597                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6598         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6599         if (!bmap1)
6600                 goto error;
6601         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6602         ctx = bmap1->ctx;
6603         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6604         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6605         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6606         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6607         if (!obj)
6608                 goto error;
6609         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6610                                         opt, NULL, NULL);
6611         isl_basic_map_free(bmap1);
6612         isl_vec_free(obj);
6613         return res;
6614 error:
6615         isl_basic_map_free(bmap1);
6616         isl_basic_map_free(bmap2);
6617         return isl_lp_error;
6618 }
6619
6620 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6621  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6622  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6623  * smaller or larger than those in bset2.
6624  *
6625  * Returns
6626  *       1 if bset1 follows bset2
6627  *      -1 if bset1 precedes bset2
6628  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6629  *      -2 if some error occurred.
6630  */
6631 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6632         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6633 {
6634         isl_int opt;
6635         enum isl_lp_result res;
6636         int cmp;
6637
6638         isl_int_init(opt);
6639
6640         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6641
6642         if (res == isl_lp_empty)
6643                 cmp = 0;
6644         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6645                   res == isl_lp_unbounded)
6646                 cmp = 1;
6647         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6648                 cmp = -1;
6649         else
6650                 cmp = -2;
6651
6652         isl_int_clear(opt);
6653         return cmp;
6654 }
6655
6656 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6657  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6658  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6659  * than a value of the same dimension in bset2.
6660  *
6661  * Return
6662  *       1 if there exists such a pair
6663  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6664  *      -1 otherwise
6665  *      -2 if some error occurred.
6666  */
6667 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6668         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6669 {
6670         isl_int opt;
6671         enum isl_lp_result res;
6672         int cmp;
6673
6674         isl_int_init(opt);
6675
6676         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6677
6678         if (res == isl_lp_empty)
6679                 cmp = -1;
6680         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6681                   res == isl_lp_unbounded)
6682                 cmp = 1;
6683         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6684                 cmp = -1;
6685         else if (res == isl_lp_ok)
6686                 cmp = 0;
6687         else
6688                 cmp = -2;
6689
6690         isl_int_clear(opt);
6691         return cmp;
6692 }
6693
6694 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6695  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6696  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6697  * than a value of the same dimension in set2.
6698  *
6699  * Return
6700  *       1 if there exists such a pair
6701  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6702  *      -1 otherwise
6703  *      -2 if some error occurred.
6704  */
6705 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6706         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6707 {
6708         int i, j;
6709         int follows = -1;
6710
6711         if (!set1 || !set2)
6712                 return -2;
6713
6714         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6715                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6716                         int f;
6717                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6718                         if (f == 1 || f == -2)
6719                                 return f;
6720                         if (f > follows)
6721                                 follows = f;
6722                 }
6723
6724         return follows;
6725 }
6726
6727 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6728         unsigned pos, isl_int *val)
6729 {
6730         int i;
6731         int d;
6732         unsigned total;
6733
6734         if (!bmap)
6735                 return -1;
6736         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6737         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6738                 for (; d+1 > pos; --d)
6739                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6740                                 break;
6741                 if (d != pos)
6742                         continue;
6743                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6744                         return 0;
6745                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6746                         return 0;
6747                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6748                         return 0;
6749                 if (val)
6750                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6751                 return 1;
6752         }
6753         return 0;
6754 }
6755
6756 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6757         unsigned pos, isl_int *val)
6758 {
6759         int i;
6760         isl_int v;
6761         isl_int tmp;
6762         int fixed;
6763
6764         if (!map)
6765                 return -1;
6766         if (map->n == 0)
6767                 return 0;
6768         if (map->n == 1)
6769                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6770         isl_int_init(v);
6771         isl_int_init(tmp);
6772         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6773         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6774                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6775                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6776                         fixed = 0;
6777         }
6778         if (val)
6779                 isl_int_set(*val, v);
6780         isl_int_clear(tmp);
6781         isl_int_clear(v);
6782         return fixed;
6783 }
6784
6785 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6786         unsigned pos, isl_int *val)
6787 {
6788         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6789                                                 pos, val);
6790 }
6791
6792 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6793         isl_int *val)
6794 {
6795         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6796 }
6797
6798 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6799         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6800 {
6801         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6802                 return -1;
6803         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6804                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6805 }
6806
6807 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6808         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6809 {
6810         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6811                 return -1;
6812         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6813                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6814 }
6815
6816 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6817         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6818 {
6819         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6820 }
6821
6822 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6823  * then return this fixed value in *val.
6824  */
6825 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6826         unsigned dim, isl_int *val)
6827 {
6828         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
6829                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6830 }
6831
6832 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6833  * then return this fixed value in *val.
6834  */
6835 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6836         unsigned dim, isl_int *val)
6837 {
6838         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6839 }
6840
6841 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6842         unsigned dim, isl_int *val)
6843 {
6844         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
6845 }
6846
6847 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6848  * then return this fixed value in *val.
6849  */
6850 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6851         unsigned in, isl_int *val)
6852 {
6853         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
6854 }
6855
6856 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
6857  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
6858  */
6859 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
6860         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
6861 {
6862         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
6863         isl_int *c;
6864         unsigned total;
6865         unsigned nparam;
6866
6867         if (!bset)
6868                 return -1;
6869         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6870         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6871         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6872                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
6873                         continue;
6874                 if (i_eq != -1)
6875                         return 0;
6876                 i_eq = i;
6877         }
6878         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6879                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
6880                         continue;
6881                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
6882                         return 0;
6883                 i_ineq = i;
6884         }
6885         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
6886                 return 0;
6887         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
6888         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
6889         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
6890                 return 0;
6891         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
6892                 return 0;
6893         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
6894                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
6895                 return 0;
6896         if (val)
6897                 isl_int_neg(*val, c[0]);
6898         return 1;
6899 }
6900
6901 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
6902         unsigned dim, isl_int *val)
6903 {
6904         int i;
6905         isl_int v;
6906         isl_int tmp;
6907         int fixed;
6908
6909         if (!set)
6910                 return -1;
6911         if (set->n == 0)
6912                 return 0;
6913         if (set->n == 1)
6914                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6915                                                                 dim, val);
6916         isl_int_init(v);
6917         isl_int_init(tmp);
6918         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6919                                                                 dim, &v);
6920         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
6921                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
6922                                                                 dim, &tmp);
6923                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6924                         fixed = 0;
6925         }
6926         if (val)
6927                 isl_int_set(*val, v);
6928         isl_int_clear(tmp);
6929         isl_int_clear(v);
6930         return fixed;
6931 }
6932
6933 struct constraint {
6934         unsigned        size;
6935         isl_int         *c;
6936 };
6937
6938 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
6939  * variables sorting first.
6940  */
6941 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
6942 {
6943         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
6944         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
6945         int l1, l2;
6946         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
6947
6948         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
6949         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
6950
6951         if (l1 != l2)
6952                 return l1 - l2;
6953
6954         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
6955 }
6956
6957 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
6958         struct isl_basic_map *bmap)
6959 {
6960         int i;
6961         struct constraint *c;
6962         unsigned total;
6963
6964         if (!bmap)
6965                 return NULL;
6966         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6967         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6968         if (!c)
6969                 goto error;
6970         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6971                 c[i].size = total;
6972                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6973         }
6974         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6975         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
6976                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
6977         free(c);
6978         return bmap;
6979 error:
6980         isl_basic_map_free(bmap);
6981         return NULL;
6982 }
6983
6984 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
6985         __isl_take isl_basic_set *bset)
6986 {
6987         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
6988                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6989 }
6990
6991 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
6992 {
6993         if (!bmap)
6994                 return NULL;
6995         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
6996                 return bmap;
6997         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
6998         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
6999         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7000         return bmap;
7001 }
7002
7003 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7004 {
7005         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7006                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7007 }
7008
7009 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7010         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7011 {
7012         int i, cmp;
7013         unsigned total;
7014
7015         if (bmap1 == bmap2)
7016                 return 0;
7017         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7018             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7019                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7020         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7021                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7022         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7023                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7024         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7025                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7026         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7027             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7028                 return 0;
7029         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7030                 return 1;
7031         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7032                 return -1;
7033         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7034                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7035         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7036                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7037         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7038                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7039         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7040         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7041                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7042                 if (cmp)
7043                         return cmp;
7044         }
7045         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7046                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7047                 if (cmp)
7048                         return cmp;
7049         }
7050         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7051                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7052                 if (cmp)
7053                         return cmp;
7054         }
7055         return 0;
7056 }
7057
7058 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7059         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7060 {
7061         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7062 }
7063
7064 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7065         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7066 {
7067         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7068                                             (isl_basic_map *)bset2);
7069 }
7070
7071 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7072 {
7073         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7074         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7075
7076         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7077 }
7078
7079 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7080  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7081  * meaning of any possible other copies of map.
7082  */
7083 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7084 {
7085         int i, j;
7086         struct isl_basic_map *bmap;
7087
7088         if (!map)
7089                 return NULL;
7090         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7091                 return map;
7092         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7093                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7094                 if (!bmap)
7095                         goto error;
7096                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7097                 map->p[i] = bmap;
7098         }
7099         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7100         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7101         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7102         if (!map)
7103                 return NULL;
7104         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7105                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7106                         continue;
7107                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7108                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7109                         map->p[j-1] = map->p[j];
7110                 map->n--;
7111         }
7112         return map;
7113 error:
7114         isl_map_free(map);
7115         return NULL;
7116
7117 }
7118
7119 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7120 {
7121         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7122 }
7123
7124 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7125 {
7126         int i;
7127         int equal;
7128
7129         if (!map1 || !map2)
7130                 return -1;
7131
7132         if (map1 == map2)
7133                 return 1;
7134         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7135                 return 0;
7136
7137         map1 = isl_map_copy(map1);
7138         map2 = isl_map_copy(map2);
7139         map1 = isl_map_normalize(map1);
7140         map2 = isl_map_normalize(map2);
7141         if (!map1 || !map2)
7142                 goto error;
7143         equal = map1->n == map2->n;
7144         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7145                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7146                 if (equal < 0)
7147                         goto error;
7148         }
7149         isl_map_free(map1);
7150         isl_map_free(map2);
7151         return equal;
7152 error:
7153         isl_map_free(map1);
7154         isl_map_free(map2);
7155         return -1;
7156 }
7157
7158 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7159 {
7160         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7161 }
7162
7163 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7164 {
7165         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7166                                                 (struct isl_map *)set2);
7167 }
7168
7169 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7170 {
7171         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7172 }
7173
7174 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7175  */
7176 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7177         isl_int min, isl_int max)
7178 {
7179         int k;
7180         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7181
7182         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7183         if (!bset)
7184                 goto error;
7185
7186         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7187         if (k < 0)
7188                 goto error;
7189         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7190         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7191
7192         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7193         if (k < 0)
7194                 goto error;
7195         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7196         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7197
7198         return bset;
7199 error:
7200         isl_basic_set_free(bset);
7201         return NULL;
7202 }
7203
7204 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7205  */
7206 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7207         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7208 {
7209         int i;
7210         unsigned dim;
7211         unsigned nparam;
7212         unsigned extra;
7213         unsigned n_eq;
7214         unsigned n_ineq;
7215         struct isl_basic_set *product = NULL;
7216
7217         if (!list)
7218                 goto error;
7219         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7220         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7221         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7222         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7223         extra = list->p[0]->n_div;
7224         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7225         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7226         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7227                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7228                 isl_assert(list->ctx,
7229                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7230                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7231                 extra += list->p[i]->n_div;
7232                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7233                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7234         }
7235         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7236                                         n_eq, n_ineq);
7237         if (!product)
7238                 goto error;
7239         dim = 0;
7240         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7241                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7242                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7243                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7244         }
7245         isl_basic_set_list_free(list);
7246         return product;
7247 error:
7248         isl_basic_set_free(product);
7249         isl_basic_set_list_free(list);
7250         return NULL;
7251 }
7252
7253 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7254                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7255 {
7256         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7257         struct isl_basic_map *bmap;
7258         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7259         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7260
7261         if (!bmap1 || !bmap2)
7262                 goto error;
7263
7264         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7265                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7266         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7267                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7268
7269         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7270         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7271         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7272         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7273         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7274
7275         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7276         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7277         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7278         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7279         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7280         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7281         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7282         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7283         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7284         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7285         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7286
7287         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7288                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7289                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7290                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7291         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7292         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7293         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7294         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7295 error:
7296         isl_basic_map_free(bmap1);
7297         isl_basic_map_free(bmap2);
7298         return NULL;
7299 }
7300
7301 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7302         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7303 {
7304         isl_basic_map *prod;
7305
7306         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7307         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7308         return prod;
7309 }
7310
7311 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7312         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7313 {
7314         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7315 }
7316
7317 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7318         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7319 {
7320         isl_dim *dim_result = NULL;
7321         isl_basic_map *bmap;
7322         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7323         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7324
7325         if (!bmap1 || !bmap2)
7326                 goto error;
7327
7328         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7329                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7330
7331         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7332         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7333         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7334         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7335
7336         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7337         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7338         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7339         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7340         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7341         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7342         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7343         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7344         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7345         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7346         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7347
7348         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7349                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7350                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7351                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7352         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7353         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7354         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7355         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7356 error:
7357         isl_basic_map_free(bmap1);
7358         isl_basic_map_free(bmap2);
7359         return NULL;
7360 }
7361
7362 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
7363         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7364 {
7365         isl_basic_map *prod;
7366
7367         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
7368         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
7369         return prod;
7370 }
7371
7372 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7373         __isl_take isl_map *map2,
7374         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7375                                            __isl_take isl_dim *right),
7376         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7377                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7378 {
7379         unsigned flags = 0;
7380         struct isl_map *result;
7381         int i, j;
7382
7383         if (!map1 || !map2)
7384                 goto error;
7385
7386         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7387                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7388
7389         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7390             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7391                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7392
7393         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7394                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7395                                 map1->n * map2->n, flags);
7396         if (!result)
7397                 goto error;
7398         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7399                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7400                         struct isl_basic_map *part;
7401                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7402                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7403                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7404                                 isl_basic_map_free(part);
7405                         else
7406                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7407                         if (!result)
7408                                 goto error;
7409                 }
7410         isl_map_free(map1);
7411         isl_map_free(map2);
7412         return result;
7413 error:
7414         isl_map_free(map1);
7415         isl_map_free(map2);
7416         return NULL;
7417 }
7418
7419 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7420  */
7421 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7422 {
7423         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7424 }
7425
7426 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7427  */
7428 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7429         __isl_take isl_map *map2)
7430 {
7431         isl_map *prod;
7432
7433         prod = isl_map_product(map1, map2);
7434         prod = isl_map_flatten(prod);
7435         return prod;
7436 }
7437
7438 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7439  */
7440 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7441 {
7442         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
7443                                                  (struct isl_map *)set2);
7444 }
7445
7446 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7447         __isl_take isl_set *set2)
7448 {
7449         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7450 }
7451
7452 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7453  */
7454 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7455         __isl_take isl_map *map2)
7456 {
7457         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7458                                 &isl_basic_map_range_product);
7459 }
7460
7461 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
7462  */
7463 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7464         __isl_take isl_map *map2)
7465 {
7466         isl_map *prod;
7467
7468         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
7469         prod = isl_map_flatten_range(prod);
7470         return prod;
7471 }
7472
7473 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7474 {
7475         int i;
7476         uint32_t hash = isl_hash_init();
7477         unsigned total;
7478
7479         if (!bmap)
7480                 return 0;
7481         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7482         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7483         if (!bmap)
7484                 return 0;
7485         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7486         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7487         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7488                 uint32_t c_hash;
7489                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7490                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7491         }
7492         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7493         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7494                 uint32_t c_hash;
7495                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7496                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7497         }
7498         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7499         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7500                 uint32_t c_hash;
7501                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7502                         continue;
7503                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7504                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7505                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7506         }
7507         isl_basic_map_free(bmap);
7508         return hash;
7509 }
7510
7511 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7512 {
7513         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7514 }
7515
7516 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7517 {
7518         int i;
7519         uint32_t hash;
7520
7521         if (!map)
7522                 return 0;
7523         map = isl_map_copy(map);
7524         map = isl_map_normalize(map);
7525         if (!map)
7526                 return 0;
7527
7528         hash = isl_hash_init();
7529         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7530                 uint32_t bmap_hash;
7531                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7532                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7533         }
7534
7535         isl_map_free(map);
7536
7537         return hash;
7538 }
7539
7540 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7541 {
7542         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7543 }
7544
7545 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7546  * by the values of the other parameters and variables.
7547  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7548  */
7549 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7550 {
7551         int i;
7552         unsigned nparam;
7553
7554         if (!bset)
7555                 return -1;
7556         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7557         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7558                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7559                         return 1;
7560         return 0;
7561 }
7562
7563 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7564  * by the values of the other parameters and variables.
7565  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7566  * for each of the subsets.
7567  */
7568 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7569 {
7570         int i;
7571
7572         if (!set)
7573                 return -1;
7574         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7575                 int unique;
7576                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7577                 if (unique != 1)
7578                         return unique;
7579         }
7580         return 1;
7581 }
7582
7583 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7584 {
7585         return set ? set->n : 0;
7586 }
7587
7588 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7589         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7590 {
7591         int i;
7592
7593         if (!map)
7594                 return -1;
7595
7596         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7597                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7598                         return -1;
7599
7600         return 0;
7601 }
7602
7603 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7604         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7605 {
7606         int i;
7607
7608         if (!set)
7609                 return -1;
7610
7611         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7612                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7613                         return -1;
7614
7615         return 0;
7616 }
7617
7618 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7619 {
7620         struct isl_dim *dim;
7621
7622         if (!bset)
7623                 return NULL;
7624
7625         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7626         if (!bset)
7627                 return NULL;
7628
7629         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7630         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7631         if (!dim)
7632                 goto error;
7633         isl_dim_free(bset->dim);
7634         bset->dim = dim;
7635         bset->extra -= bset->n_div;
7636         bset->n_div = 0;
7637
7638         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7639
7640         return bset;
7641 error:
7642         isl_basic_set_free(bset);
7643         return NULL;
7644 }
7645
7646 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7647 {
7648         int i;
7649         struct isl_dim *dim;
7650         unsigned n_div;
7651
7652         set = isl_set_align_divs(set);
7653
7654         if (!set)
7655                 return NULL;
7656
7657         set = isl_set_cow(set);
7658         if (!set)
7659                 return NULL;
7660
7661         n_div = set->p[0]->n_div;
7662         dim = isl_set_get_dim(set);
7663         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7664         if (!dim)
7665                 goto error;
7666         isl_dim_free(set->dim);
7667         set->dim = dim;
7668
7669         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7670                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7671                 if (!set->p[i])
7672                         goto error;
7673         }
7674
7675         return set;
7676 error:
7677         isl_set_free(set);
7678         return NULL;
7679 }
7680
7681 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7682 {
7683         struct isl_dim *dim;
7684         struct isl_basic_map *bmap;
7685         unsigned n_set;
7686         unsigned n_div;
7687         unsigned n_param;
7688         unsigned total;
7689         int i, k, l;
7690
7691         set = isl_set_align_divs(set);
7692
7693         if (!set)
7694                 return NULL;
7695
7696         dim = isl_set_get_dim(set);
7697         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7698                 isl_set_free(set);
7699                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7700         }
7701
7702         n_div = set->p[0]->n_div;
7703         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7704         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7705         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7706         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7707         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7708         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7709                 bmap = var_equal(bmap, i);
7710
7711         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7712         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7713                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7714                 if (k < 0)
7715                         goto error;
7716                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7717                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7718                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7719                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7720                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7721                             set->p[0]->div[i][0]);
7722
7723                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7724                 if (l < 0)
7725                         goto error;
7726                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7727                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7728                             set->p[0]->div[i][0]);
7729                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7730         }
7731
7732         isl_set_free(set);
7733         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7734         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7735         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7736 error:
7737         isl_set_free(set);
7738         isl_basic_map_free(bmap);
7739         return NULL;
7740 }
7741
7742 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7743 {
7744         unsigned dim;
7745         int size = 0;
7746
7747         if (!bset)
7748                 return -1;
7749
7750         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7751         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7752         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7753         size += bset->n_div * (2 + dim);
7754
7755         return size;
7756 }
7757
7758 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7759 {
7760         int i;
7761         int size = 0;
7762
7763         if (!set)
7764                 return -1;
7765
7766         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7767                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7768
7769         return size;
7770 }
7771
7772 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7773         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7774 {
7775         int i;
7776         int lower, upper;
7777
7778         if (!bmap)
7779                 return -1;
7780
7781         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7782
7783         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7784
7785         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7786                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7787                         return 1;
7788
7789         lower = upper = 0;
7790         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7791                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7792                 if (sgn > 0)
7793                         lower = 1;
7794                 if (sgn < 0)
7795                         upper = 1;
7796         }
7797
7798         return lower && upper;
7799 }
7800
7801 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7802         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7803 {
7804         int i;
7805
7806         if (!map)
7807                 return -1;
7808
7809         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7810                 int bounded;
7811                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7812                 if (bounded < 0 || !bounded)
7813                         return bounded;
7814         }
7815
7816         return 1;
7817 }
7818
7819 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7820  * and a lower bound.
7821  */
7822 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7823         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7824 {
7825         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7826 }
7827
7828 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7829  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7830  * elements of the array "signs".
7831  * Sign
7832  *      1 means that the variable is non-negative
7833  *      -1 means that the variable is non-positive
7834  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7835  */
7836 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7837         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7838 {
7839         isl_vec *bound = NULL;
7840         struct isl_tab *tab = NULL;
7841         struct isl_tab_undo *snap;
7842         int i;
7843
7844         if (!bset || !signs)
7845                 return -1;
7846
7847         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7848         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7849         if (!bound || !tab)
7850                 goto error;
7851
7852         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7853         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7854
7855         snap = isl_tab_snap(tab);
7856         for (i = 0; i < n; ++i) {
7857                 int empty;
7858
7859                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
7860                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7861                         goto error;
7862                 empty = tab->empty;
7863                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7864                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7865                         goto error;
7866
7867                 if (empty) {
7868                         signs[i] = 1;
7869                         continue;
7870                 }
7871
7872                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
7873                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7874                         goto error;
7875                 empty = tab->empty;
7876                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7877                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7878                         goto error;
7879
7880                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
7881         }
7882
7883         isl_tab_free(tab);
7884         isl_vec_free(bound);
7885         return 0;
7886 error:
7887         isl_tab_free(tab);
7888         isl_vec_free(bound);
7889         return -1;
7890 }
7891
7892 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7893         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
7894 {
7895         if (!bset || !signs)
7896                 return -1;
7897         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
7898                 return -1);
7899
7900         first += pos(bset->dim, type) - 1;
7901         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
7902 }
7903
7904 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
7905  * In particular, for each output dimension, check that there is
7906  * an equality that defines the output dimension in terms of
7907  * earlier dimensions.
7908  */
7909 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7910 {
7911         int i, j;
7912         unsigned total;
7913         unsigned n_out;
7914         unsigned o_out;
7915
7916         if (!bmap)
7917                 return -1;
7918
7919         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7920         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
7921         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
7922
7923         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
7924                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
7925                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
7926                                 continue;
7927                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
7928                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
7929                                 break;
7930                 }
7931                 if (j >= bmap->n_eq)
7932                         return 0;
7933         }
7934
7935         return 1;
7936 }
7937
7938 /* Check if the given map is obviously single-valued.
7939  */
7940 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7941 {
7942         if (!map)
7943                 return -1;
7944         if (map->n == 0)
7945                 return 1;
7946         if (map->n >= 2)
7947                 return 0;
7948
7949         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
7950 }
7951
7952 /* Check if the given map is single-valued.
7953  * We simply compute
7954  *
7955  *      M \circ M^-1
7956  *
7957  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
7958  */
7959 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7960 {
7961         isl_dim *dim;
7962         isl_map *test;
7963         isl_map *id;
7964         int sv;
7965
7966         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
7967         if (sv < 0 || sv)
7968                 return sv;
7969
7970         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
7971         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
7972
7973         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
7974         id = isl_map_identity(dim);
7975
7976         sv = isl_map_is_subset(test, id);
7977
7978         isl_map_free(test);
7979         isl_map_free(id);
7980
7981         return sv;
7982 }
7983
7984 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
7985 {
7986         int in;
7987
7988         map = isl_map_copy(map);
7989         map = isl_map_reverse(map);
7990         in = isl_map_is_single_valued(map);
7991         isl_map_free(map);
7992
7993         return in;
7994 }
7995
7996 /* Check if the given map is obviously injective.
7997  */
7998 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
7999 {
8000         int in;
8001
8002         map = isl_map_copy(map);
8003         map = isl_map_reverse(map);
8004         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8005         isl_map_free(map);
8006
8007         return in;
8008 }
8009
8010 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8011 {
8012         int sv;
8013
8014         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8015         if (sv < 0 || !sv)
8016                 return sv;
8017
8018         return isl_map_is_injective(map);
8019 }
8020
8021 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8022 {
8023         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8024 }
8025
8026 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8027 {
8028         int ok;
8029         isl_set *delta;
8030
8031         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8032         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8033         isl_set_free(delta);
8034
8035         return ok;
8036 }
8037
8038 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8039 {
8040         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8041                 return 0;
8042         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8043                 return 0;
8044         return 1;
8045 }
8046
8047 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8048 {
8049         int i, j;
8050         unsigned nvar;
8051         unsigned ovar;
8052
8053         if (!bset)
8054                 return -1;
8055
8056         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8057                 return 0;
8058
8059         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8060         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8061         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8062                 int lower = 0, upper = 0;
8063                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8064                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8065                                 continue;
8066                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8067                                 return 0;
8068                         break;
8069                 }
8070                 if (i < bset->n_eq)
8071                         continue;
8072                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8073                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8074                                 continue;
8075                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8076                                 return 0;
8077                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8078                                 lower = 1;
8079                         else
8080                                 upper = 1;
8081                 }
8082                 if (!lower || !upper)
8083                         return 0;
8084         }
8085
8086         return 1;
8087 }
8088
8089 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8090 {
8091         if (!set)
8092                 return -1;
8093         if (set->n != 1)
8094                 return 0;
8095
8096         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8097 }
8098
8099 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8100 {
8101         if (!bset)
8102                 return -1;
8103
8104         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8105 }
8106
8107 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8108 {
8109         if (!set)
8110                 return -1;
8111
8112         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8113 }
8114
8115 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8116 {
8117         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8118         if (!bmap)
8119                 return NULL;
8120
8121         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8122         if (!bmap->dim)
8123                 goto error;
8124
8125         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8126
8127         return (isl_basic_set *)bmap;
8128 error:
8129         isl_basic_map_free(bmap);
8130         return NULL;
8131 }
8132
8133 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8134 {
8135         int i;
8136
8137         map = isl_map_cow(map);
8138         if (!map)
8139                 return NULL;
8140
8141         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8142                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8143                 if (!map->p[i])
8144                         goto error;
8145         }
8146         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8147         if (!map->dim)
8148                 goto error;
8149
8150         return (isl_set *)map;
8151 error:
8152         isl_map_free(map);
8153         return NULL;
8154 }
8155
8156 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8157 {
8158         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8159         if (!bset)
8160                 return NULL;
8161
8162         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8163         if (!bset->dim)
8164                 goto error;
8165
8166         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8167
8168         return (isl_basic_map *)bset;
8169 error:
8170         isl_basic_set_free(bset);
8171         return NULL;
8172 }
8173
8174 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8175 {
8176         int i;
8177
8178         if (!set)
8179                 return NULL;
8180
8181         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8182                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8183                         goto error);
8184
8185         set = isl_set_cow(set);
8186         if (!set)
8187                 return NULL;
8188
8189         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8190                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8191                 if (!set->p[i])
8192                         goto error;
8193         }
8194
8195         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8196         if (!set->dim)
8197                 goto error;
8198
8199         return (isl_map *)set;
8200 error:
8201         isl_set_free(set);
8202         return NULL;
8203 }
8204
8205 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8206         enum isl_dim_type type)
8207 {
8208         if (!bmap)
8209                 return NULL;
8210
8211         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8212                 return bmap;
8213
8214         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8215         if (!bmap)
8216                 return NULL;
8217
8218         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8219         if (!bmap->dim)
8220                 goto error;
8221
8222         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8223
8224         return bmap;
8225 error:
8226         isl_basic_map_free(bmap);
8227         return NULL;
8228 }
8229
8230 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8231         enum isl_dim_type type)
8232 {
8233         int i;
8234
8235         if (!map)
8236                 return NULL;
8237
8238         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8239                 return map;
8240
8241         map = isl_map_cow(map);
8242         if (!map)
8243                 return NULL;
8244
8245         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8246                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8247                 if (!map->p[i])
8248                         goto error;
8249         }
8250         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8251         if (!map->dim)
8252                 goto error;
8253
8254         return map;
8255 error:
8256         isl_map_free(map);
8257         return NULL;
8258 }
8259
8260 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8261 {
8262         if (!bmap)
8263                 return NULL;
8264
8265         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8266                 return bmap;
8267
8268         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8269         if (!bmap)
8270                 return NULL;
8271
8272         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8273         if (!bmap->dim)
8274                 goto error;
8275
8276         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8277
8278         return bmap;
8279 error:
8280         isl_basic_map_free(bmap);
8281         return NULL;
8282 }
8283
8284 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8285 {
8286         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8287 }
8288
8289 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
8290         __isl_take isl_basic_map *bmap)
8291 {
8292         if (!bmap)
8293                 return NULL;
8294
8295         if (!bmap->dim->nested[1])
8296                 return bmap;
8297
8298         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8299         if (!bmap)
8300                 return NULL;
8301
8302         bmap->dim = isl_dim_flatten_range(bmap->dim);
8303         if (!bmap->dim)
8304                 goto error;
8305
8306         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8307
8308         return bmap;
8309 error:
8310         isl_basic_map_free(bmap);
8311         return NULL;
8312 }
8313
8314 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8315 {
8316         int i;
8317
8318         if (!map)
8319                 return NULL;
8320
8321         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8322                 return map;
8323
8324         map = isl_map_cow(map);
8325         if (!map)
8326                 return NULL;
8327
8328         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8329                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8330                 if (!map->p[i])
8331                         goto error;
8332         }
8333         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8334         if (!map->dim)
8335                 goto error;
8336
8337         return map;
8338 error:
8339         isl_map_free(map);
8340         return NULL;
8341 }
8342
8343 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8344 {
8345         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8346 }
8347
8348 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8349 {
8350         isl_dim *dim, *flat_dim;
8351         isl_map *map;
8352
8353         dim = isl_set_get_dim(set);
8354         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8355         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8356         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8357
8358         return map;
8359 }
8360
8361 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
8362 {
8363         int i;
8364
8365         if (!map)
8366                 return NULL;
8367
8368         if (!map->dim->nested[1])
8369                 return map;
8370
8371         map = isl_map_cow(map);
8372         if (!map)
8373                 return NULL;
8374
8375         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8376                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
8377                 if (!map->p[i])
8378                         goto error;
8379         }
8380         map->dim = isl_dim_flatten_range(map->dim);
8381         if (!map->dim)
8382                 goto error;
8383
8384         return map;
8385 error:
8386         isl_map_free(map);
8387         return NULL;
8388 }
8389
8390 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8391  * and set the dimension specification to "dim".
8392  */
8393 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8394         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8395 {
8396         isl_basic_map *res;
8397
8398         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8399         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8400                 goto error;
8401
8402         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8403                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8404         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8405         res = isl_basic_map_finalize(res);
8406         return res;
8407 error:
8408         free(dim_map);
8409         isl_basic_map_free(bmap);
8410         isl_dim_free(dim);
8411         return NULL;
8412 }
8413
8414 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8415  */
8416 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8417         __isl_take isl_reordering *r)
8418 {
8419         int i;
8420         struct isl_dim_map *dim_map;
8421
8422         map = isl_map_cow(map);
8423         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8424         if (!map || !r || !dim_map)
8425                 goto error;
8426
8427         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8428                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8429
8430                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8431
8432                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8433                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8434
8435                 if (!map->p[i])
8436                         goto error;
8437         }
8438
8439         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8440
8441         isl_reordering_free(r);
8442         free(dim_map);
8443         return map;
8444 error:
8445         free(dim_map);
8446         isl_map_free(map);
8447         isl_reordering_free(r);
8448         return NULL;
8449 }
8450
8451 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8452         __isl_take isl_reordering *r)
8453 {
8454         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8455 }
8456
8457 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8458         __isl_take isl_dim *model)
8459 {
8460         isl_ctx *ctx;
8461
8462         if (!map || !model)
8463                 goto error;
8464
8465         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8466         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8467                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8468                         "model has unnamed parameters", goto error);
8469         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8470                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8471                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8472         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8473                 isl_reordering *exp;
8474
8475                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8476                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8477                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8478                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8479                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8480                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8481                 map = isl_map_realign(map, exp);
8482         }
8483
8484         isl_dim_free(model);
8485         return map;
8486 error:
8487         isl_dim_free(model);
8488         isl_map_free(map);
8489         return NULL;
8490 }
8491
8492 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8493         __isl_take isl_dim *model)
8494 {
8495         return isl_map_align_params(set, model);
8496 }
8497
8498 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8499                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8500                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8501                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8502 {
8503         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8504         struct isl_mat *mat;
8505         int i, j, k;
8506         int pos;
8507
8508         if (!bmap)
8509                 return NULL;
8510         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8511                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8512         if (!mat)
8513                 return NULL;
8514         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8515                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8516                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8517                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8518                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8519                                             bmap->eq[i][off + k]);
8520                                 ++pos;
8521                         }
8522                 }
8523
8524         return mat;
8525 }
8526
8527 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8528                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8529                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8530                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8531 {
8532         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8533         struct isl_mat *mat;
8534         int i, j, k;
8535         int pos;
8536
8537         if (!bmap)
8538                 return NULL;
8539         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8540                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8541         if (!mat)
8542                 return NULL;
8543         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8544                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8545                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8546                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8547                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8548                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8549                                 ++pos;
8550                         }
8551                 }
8552
8553         return mat;
8554 }
8555
8556 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8557         __isl_take isl_dim *dim,
8558         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8559         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8560         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8561 {
8562         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8563         isl_basic_map *bmap;
8564         unsigned total;
8565         unsigned extra;
8566         int i, j, k, l;
8567         int pos;
8568
8569         if (!dim || !eq || !ineq)
8570                 goto error;
8571
8572         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8573                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8574                         "equalities and inequalities matrices should have "
8575                         "same number of columns", goto error);
8576
8577         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8578
8579         if (eq->n_col < total)
8580                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8581                         "number of columns too small", goto error);
8582
8583         extra = eq->n_col - total;
8584
8585         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8586                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8587         if (!bmap)
8588                 goto error;
8589         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8590                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8591                 if (k < 0)
8592                         goto error;
8593                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8594         }
8595         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8596                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8597                 if (l < 0)
8598                         goto error;
8599                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8600                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8601                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8602                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8603                                             eq->row[i][pos]);
8604                                 ++pos;
8605                         }
8606                 }
8607         }
8608         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8609                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8610                 if (l < 0)
8611                         goto error;
8612                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8613                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8614                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8615                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8616                                             ineq->row[i][pos]);
8617                                 ++pos;
8618                         }
8619                 }
8620         }
8621
8622         isl_dim_free(dim);
8623         isl_mat_free(eq);
8624         isl_mat_free(ineq);
8625
8626         return bmap;
8627 error:
8628         isl_dim_free(dim);
8629         isl_mat_free(eq);
8630         isl_mat_free(ineq);
8631         return NULL;
8632 }
8633
8634 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8635         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8636         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8637 {
8638         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8639                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8640 }
8641
8642 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8643         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8644         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8645 {
8646         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8647                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8648 }
8649
8650 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8651         __isl_take isl_dim *dim,
8652         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8653         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8654 {
8655         return (isl_basic_set*)
8656             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8657                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8658 }
8659
8660 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8661 {
8662         if (!bmap)
8663                 return -1;
8664
8665         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8666 }
8667
8668 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8669 {
8670         if (!map)
8671                 return -1;
8672
8673         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8674 }
8675
8676 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8677  * (A -> C) -> (B -> D).
8678  */
8679 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8680 {
8681         unsigned pos;
8682         unsigned n1;
8683         unsigned n2;
8684
8685         if (!bmap)
8686                 return NULL;
8687
8688         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8689                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8690                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8691         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8692                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8693         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8694         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8695         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8696         if (!bmap)
8697                 return NULL;
8698         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8699         if (!bmap->dim)
8700                 goto error;
8701         return bmap;
8702 error:
8703         isl_basic_map_free(bmap);
8704         return NULL;
8705 }
8706
8707 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8708  * (A -> C) -> (B -> D).
8709  */
8710 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8711 {
8712         int i;
8713
8714         if (!map)
8715                 return NULL;
8716
8717         if (!isl_map_can_zip(map))
8718                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8719                         goto error);
8720
8721         map = isl_map_cow(map);
8722         if (!map)
8723                 return NULL;
8724
8725         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8726                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8727                 if (!map->p[i])
8728                         goto error;
8729         }
8730
8731         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8732         if (!map->dim)
8733                 goto error;
8734
8735         return map;
8736 error:
8737         isl_map_free(map);
8738         return NULL;
8739 }
8740
8741 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
8742  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
8743  */
8744 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
8745 {
8746         int k;
8747         int pos;
8748         isl_local_space *ls;
8749         isl_basic_map *bmap;
8750
8751         if (!aff)
8752                 return NULL;
8753
8754         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
8755         ls = isl_local_space_from_domain(ls);
8756         ls = isl_local_space_add_dim(ls, isl_dim_out, 1);
8757         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
8758         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
8759         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8760         if (k < 0)
8761                 goto error;
8762
8763         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8764         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
8765         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
8766         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
8767                     aff->v->size - (pos + 1));
8768
8769         isl_aff_free(aff);
8770         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8771         return bmap;
8772 error:
8773         isl_aff_free(aff);
8774         isl_basic_map_free(bmap);
8775         return NULL;
8776 }
8777
8778 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
8779  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
8780  * where each coordinate in the range is prescribed by the
8781  * corresponding affine expression.
8782  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
8783  * domain_dim.
8784  */
8785 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
8786         __isl_take isl_dim *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
8787 {
8788         int i;
8789         isl_dim *dim;
8790         isl_basic_map *bmap;
8791
8792         if (!list)
8793                 return NULL;
8794
8795         dim = isl_dim_from_domain(domain_dim);
8796         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
8797
8798         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8799                 isl_aff *aff;
8800                 isl_basic_map *bmap_i;
8801
8802                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
8803                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
8804
8805                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
8806         }
8807
8808         isl_aff_list_free(list);
8809         return bmap;
8810 }